CN102183249A - 一种光纤陀螺仪的萨格奈克相移跟踪方法 - Google Patents

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CN102183249A CN 201110061984 CN201110061984A CN102183249A CN 102183249 A CN102183249 A CN 102183249A CN 201110061984 CN201110061984 CN 201110061984 CN 201110061984 A CN201110061984 A CN 201110061984A CN 102183249 A CN102183249 A CN 102183249A
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Abstract

本发明公开了一种光纤陀螺仪的萨格奈克相移跟踪方法，属于光纤传感领域。本方法为：1)对k＝0时刻采集的探测信号进行滤波解调，得到k＝0时刻探测信号的一、二次谐波解调信号S1(0)和S2(0)；2)根据S1(0)、S2(0)计算得到k＝0时刻光纤陀螺的萨格奈克相移(0)，并初始化一相位偏置参数PB的初始值为0；3)对后续k时刻采集的探测信号进行滤波解调，得到当前时刻的一、二次谐波解调信号S1(k)和S2(k)；并根据S1(k)、S2(k)以及前一时刻的一次谐波解调信号S1(k-1)、二次谐波解调信号S2(k-1)，确定当前时刻的萨格奈克相移(k)值。本发明能够大大提高光纤陀螺的动态范围、精度和比例因子线性度。

Description

一种光纤陀螺仪的萨格奈克相移跟踪方法
技术领域
本发明属于光纤传感领域，特别涉及一种光纤陀螺仪的萨格奈克相移跟踪方法。
背景技术
光纤传感技术是被广泛关注的新型传感技术，作为光纤传感领域最重要的成就之一，光纤陀螺目前被广泛的研究和应用。光纤陀螺是基于萨格奈克效应的角速度测量仪，有多种可能的工作模式，如：谐振式、干涉式、慢光方式等等，目前技术比较成熟并能够投入大规模使用的光纤陀螺仪是干涉式光纤陀螺仪。干涉式光纤陀螺仪有两种基本结构：开环结构和闭环结构。
开环光纤陀螺直接检测光路中的萨格奈克相移，所以系统的工作点随输入角速度而改变；闭环光纤陀螺通过反馈回路抵消光路中的萨格奈克相移，而将反馈信号作为检测信号，所以系统的工作点不随输入角速度而改变。基于这样的工作原理，这两类光纤陀螺仪都有各自的优点和不足：相较之下，闭环光纤陀螺仪的突出优势是更高的标度因数稳定性、更大的动态范围和更小的漂移；开环光纤陀螺仪由于没有使用反馈回路而具有更好的抗温度冲击、机械冲击、机械振动特性，更好的抗电磁干扰能力，更高的可靠性以及更低的生产和使用维护成本。参考文献：张桂才，光纤陀螺原理与技术，国防工业出版社，2008。
随着微电子技术和软件工程技术的高速发展，信号处理技术应运而生并得到了迅速的发展。本发明提出一种应用于光纤陀螺探测器后端的信号处理方法，在开环光纤陀螺上使用该技术，开环光纤陀螺的动态范围可达到闭环光纤陀螺仪的水平。基于该技术，可衍生出同时拥有开环和闭环光纤陀螺优势的新一代光纤陀螺。
开环光纤陀螺仪的基本结构示意图如图1所示，模块5探测器输出的探测信号为
Figure BDA0000050367140000011
其中，
Figure BDA0000050367140000012
为萨格奈克相移，I0为探测信号的平均功率，
Figure BDA0000050367140000013
由模块4调相器的输出信号决定。
一般的开环光纤陀螺选用PZT调相器，由于其频带较窄，大多数开环光纤陀螺采用正弦相位调制，由此可以得到：
Figure BDA0000050367140000021
其中
Figure BDA0000050367140000022
为调制幅度，ωm为调制频率，τ为光通过线圈3的传输时间。
将公式(2)带入公式(1)使用贝塞尔函数展开探测信号ID(t)可以得到：
Figure BDA0000050367140000023
(3)
Figure BDA0000050367140000024
其中，n为整数；Jn为的第一类n阶贝塞尔函数，
Figure BDA0000050367140000026
从上式可以看到，探测信号中包含相位调制信号的基频信号以及各次谐波信号。检测ID(t)的一次谐波，可以得到光纤陀螺的输出信号：
Figure BDA0000050367140000027
由公式(4)可以得到，开环光纤陀螺的动态范围最大为sin函数的单值区间[-π/2π/2)。光纤陀螺萨格奈克相移
Figure BDA0000050367140000028
和系统转动角速度Ω的关系表达式为：
Figure BDA0000050367140000029
其中，
Figure BDA00000503671400000210
为模块1光源的平均波长，c为光在真空中的传输速度，R为模块3光纤线圈的半径，L为光纤线圈的长度。将(5)带进(4)可以得到，受限于sin函数的单值区间，开环光纤陀螺能够测量的角速度Ω的最大动态范围为
Figure BDA00000503671400000211
从上面的分析可以得到，开环光纤陀螺的动态范围和线圈的半径以及长度成反比，结合公式(5)，提高开环光纤陀螺的动态范围就要减小系统转动引起的萨格奈克相移从而降低陀螺仪的灵敏度和精度。
为了提高开环光纤陀螺的动态范围，处于公开阶段申请号为200710160367.X的发明专利中提出了一种方法，使用调相器对光纤陀螺进行多个不同幅度的相位调制，对相应的陀螺仪输出信号进行采样并进行数据处理和组合，达到扩展开环光纤陀螺单调区间范围的目的。申请号为200710160367.X的发明专利通过信号处理将开环光纤陀螺能够测量的单调萨格奈克相移区间由上面分析中提到的[-π/2π/2)扩展到[-23π/1623π/16)，即扩展了23/8倍，但是该发明的关键之处是调相器不再工作于上面描述的常规状态，而是在一个调制周期内工作在5个调制阶段，各个阶段有不同的固定的调制幅度，这对调相器输出的调制信号的精度要求高，调制幅度需要比较严格的控制，调制信号的误差将影响整个发明实施的效果。
发明内容
本发明的目的在于提出一种光纤陀螺仪的萨格奈克相移跟踪方法，可应用于探测器后端的萨格奈克相移跟踪，其在不改变开环光纤陀螺的结构，同时不降低陀螺仪精度的前提下，大大提高光纤陀螺的动态范围；本发明使陀螺仪的动态范围不再和线圈的尺寸参数相关，可以进一步提高光纤陀螺的精度和比例因子线性度，衍生出同时拥有开环和闭环光纤陀螺优势的新型光纤陀螺仪。
本发明的技术方案为：
一种光纤陀螺仪的萨格奈克相移跟踪方法，其中，所述光纤陀螺仪为：激光光源经耦合器1与一偏振器连接，所述偏振器经一耦合器2与一光纤环连接，所述光纤环与所述耦合器2之间连接一调相器，所述耦合器1另一端口与一探测器连接且所述探测器与所述激光光源位于所述耦合器1的同一侧，所述探测器的输出端依次经一滤波及模数转换模块、信号处理模块、数模转换模块与所述调相器的控制端连接；其步骤为：
1)对k＝0时刻采集的探测信号进行滤波解调，得到k＝0时刻探测信号的一次谐波解调
信号S1(0)和二次谐波解调信号S2(0)；其中，k为采样时刻；
2)根据S1(0)、S2(0)计算得到k＝0时刻光纤陀螺的萨格奈克相移
Figure BDA0000050367140000031
并初始化一相位偏置参数PB的初始值为0；
3)对后续k时刻采集的探测信号进行滤波解调，得到当前时刻的一次谐波解调信号S1(k)、二次谐波解调信号S2(k)；并根据S1(k)、S2(k)以及前一时刻的一次谐波解调信号S1(k-1)、二次谐波解调信号S2(k-1)，确定当前时刻的萨格奈克相移
Figure BDA0000050367140000032
值。
进一步的，所述确定当前时刻的萨格奈克相移
Figure BDA0000050367140000033
值的方法为：
a)首先判断S1(k-1)S2(k-1)S1(k)S2(k)是否小于0；如果小于0，则进行步骤b)；否则直接输出萨格奈克相移测量值
Figure BDA0000050367140000034
b)如果S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)大于0，则：当S1(k-1)S2(k-1)大于0时，将参数PB更新为PB+π，然后输出
Figure BDA0000050367140000041
否则直接输出
Figure BDA0000050367140000042
如果S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)不大于0，则：当S1(k-1)S2(k-1)小于0时，将参数PB更新为PB-π，然后输出
Figure BDA0000050367140000043
否则直接输出
Figure BDA0000050367140000044
进一步的，所述确定当前时刻的萨格奈克相移值的方法为：
a)首先判断S1(k-1)S2(k-1)S1(k)S2(k)是否小于0；如果小于0，则进行步骤b)，否则，进行步骤c)；
b)如果S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)大于0，则：当S1(k-1)S2(k-1)大于0时，将参数PB更新为PB+π，然后输出
Figure BDA0000050367140000046
否则，直接输出
Figure BDA0000050367140000047
如果S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)不大于0，则：当S1(k-1)S2(k-1)小于0时，将参数PB更新为PB-π，然后输出
Figure BDA0000050367140000048
否则，直接输出
Figure BDA0000050367140000049
c)如果|S1(k)|＞|S2(k)|，则：当S1(k)大于0时，输出
Figure BDA00000503671400000410
否则，直接输出如果|S1(k)|≤|S2(k)|，则直接输出
Figure BDA00000503671400000412
进一步的，根据公式计算k＝0时刻的萨格奈克相移
Figure BDA00000503671400000414
进一步的，所述探测器输出端经一放大器与所述滤波及模数转换模块的输入端连接。
一种光纤陀螺仪的萨格奈克相移跟踪方法，其中所述光纤陀螺仪为：激光光源经耦合器1与一偏振器连接，所述偏振器经一耦合器2与一光纤环连接，所述光纤环与所述耦合器2之间连接一调相器，所述耦合器1另一端口与一探测器连接且所述探测器与所述激光光源位于所述耦合器1的同一侧，所述探测器的输出端与一滤波器输入端连接，所述滤波器的输出端分别与一次谐波解调模块、二次谐波解调模块的输入端连接，一次谐波解调模块、二次谐波解调模块的输出端均经一模数转换模块与一信号处理模块连接；所述调相器、一次谐波解调模块的控制端分别与一振荡器的输出端连接；所述二次谐波解调模块的控制端经一90°相移及倍频模块与所述振荡器的输出端连接；其步骤为：
1)对k＝0时刻采集的探测信号进行滤波解调，得到k＝0时刻探测信号的一次谐波解调信号S1(0)和二次谐波解调信号S2(0)；其中，k为采样时刻；
2)根据S1(0)、S2(0)计算得到k＝0时刻光纤陀螺的萨格奈克相移
Figure BDA0000050367140000051
并初始化一相位偏置参数PB的初始值为0；
3)对后续k时刻采集的探测信号进行滤波解调，得到当前时刻的一次谐波解调信号S1(k)、二次谐波解调信号S2(k)；并根据S1(k)、S2(k)以及前一时刻的一次谐波解调信号S1(k-1)、二次谐波解调信号S2(k-1)，确定当前时刻的萨格奈克相移
Figure BDA0000050367140000052
值。
进一步的，所述确定当前时刻的萨格奈克相移值的方法为：
a)首先判断S1(k-1)S2(k-1)S1(k)S2(k)是否小于0；如果小于0，则进行步骤b)；否则直接输出萨格奈克相移测量值
Figure BDA0000050367140000054
b)如果S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)大于0，则：当S1(k-1)S2(k-1)大于0时，将参数PB更新为PB+π，然后输出
Figure BDA0000050367140000055
否则直接输出
Figure BDA0000050367140000056
如果S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)不大于0，则：当S1(k-1)S2(k-1)小于0时，将参数PB更新为PB-π，然后输出
Figure BDA0000050367140000057
否则直接输出
Figure BDA0000050367140000058
进一步的，所述确定当前时刻的萨格奈克相移
Figure BDA0000050367140000059
值的方法为：
a)首先判断S1(k-1)S2(k-1)S1(k)S2(k)是否小于0；如果小于0，则进行步骤b)，否则，进行步骤c)；
b)如果S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)大于0，则：当S1(k-1)S2(k-1)大于0时，将参数PB更新为PB+π，然后输出
Figure BDA0000050367140000061
否则，直接输出
Figure BDA0000050367140000062
如果S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)不大于0，则：当S1(k-1)S2(k-1)小于0时，将参数PB更新为PB-π，然后输出
Figure BDA0000050367140000063
否则，直接输出
Figure BDA0000050367140000064
c)如果|S1(k)|＞|S2(k)|，则：当S1(k)大于0时，输出
Figure BDA0000050367140000065
否则，直接输出如果|S1(k)|≤|S2(k)|，则直接输出
Figure BDA0000050367140000067
进一步的，根据公式
Figure BDA0000050367140000068
计算k＝0时刻的萨格奈克相移
进一步的，所述探测器输出端经一放大器与所述滤波器的输入端连接。探测信号ID(t)在k时刻采样后的一次谐波解调信号正比于sin
Figure BDA00000503671400000610
采样后的二次谐波解调信号正比于cos
Figure BDA00000503671400000611
两者的比例因子不同，可以分别通过转台校准实验测试得到，测试中转台提供参考转速，分别和一次以及二次谐波解调信号检测出来的转速相比得到相应的比例因子。采样后的一次谐波解调信号和二次谐波解调信号分别除以测得的相应的比例因子后可以得到：
Figure BDA00000503671400000613
其中，C为公共比例系数。
本发明提出的萨格奈克相移跟踪方法包括两个阶段，1)初始化阶段；2)跟踪阶段。具体的描述如下：
STEP 1初始化，在k＝0时刻，计算萨格奈克相移：
Figure BDA0000050367140000071
同时，设相位偏置的初值PB＝0。
STEP2跟踪，对于k＝k+1时刻，k＝0，1，2，...，执行图2流程图中所述的萨格奈克相移跟踪算法。跟踪阶段的初始参数由上面STEP1初始化阶段设定，跟踪算法通过对当前时刻一次以及二次谐波解调信号和前一时刻一次以及二次谐波解调信号所构成的函数取值进行判断(通过判断框6、7、8、11实现)，确定每一步跟踪时相位偏置的更新值PB和每个时刻的萨格奈克相移测量值
Figure BDA0000050367140000072
(通过流程框9、10、12实现)。首先在判断框6进行函数值S1(k-1)S2(k-1)S1(k)S2(k)是否小于0的判断，如果小于0，进行判断框7的操作，即判断函数值S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)是否大于0；如果不大于0，直接输出萨格奈克相移测量值
Figure BDA0000050367140000073
对于判断框7，S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)大于0，则进行判断框8的操作，反之则进行判断框11的操作。对于判断框8，如果S1(k-1)S2(k-1)大于0，执行流程框9，参数PB更新为PB+π，继而执行流程框10，输出的萨格奈克相移测量值为
Figure BDA0000050367140000074
如果S1(k-1)S2(k-1)不大于0，直接输出萨格奈克相移测量值对于判断框11，如果S1(k-1)S2(k-1)小于0，执行流程框12，参数PB更新为PB-π，继而执行流程框10，输出的萨格奈克相移测量值为如果S1(k-1)S2(k-1)不小于0，直接输出萨格奈克相移测量值
Figure BDA0000050367140000077
STEP2的跟踪阶段除了使用图2所示的方案1，还可以通过图3所示的方案2实现萨格奈克相移的跟踪。在方案2中，对于k＝k+1时刻，k＝0，1，2，...，执行图3流程图中所述的萨格奈克相移跟踪算法。跟踪阶段的初始参数仍然由上面STEP1初始化阶段设定，跟踪算法仍然是通过对当前时刻一次以及二次谐波解调信号和前一时刻一次以及二次谐波解调信号所构成的函数取值进行判断(通过判断框6、7、8、11、15、16实现)，确定每一步跟踪时相位偏置的更新值和每个时刻的萨格奈克相移测量值(通过流程框9、10、12、13、14实现)。首先在判断框6进行函数值S1(k-1)S2(k-1)S1(k)S2(k)是否小于0的判断，如果小于0，进行判断框7的操作，即判断函数值S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)是否大于0；如果不大于0，进行判断框15的操作，即判断|S1(k)|是否大于|S2(k)|。S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)大于0，则进行判断框8的操作，反之则进行判断框11的操作。对于判断框8，如果S1(k-1)S2(k-1)大于0，执行流程框9，参数PB更新为PB+π，继而执行流程框13，输出的萨格奈克相移测量值为
Figure BDA0000050367140000081
如果S1(k-1)S2(k-1)不大于0，输出的萨格奈克相移测量值为
Figure BDA0000050367140000082
对于判断框11，如果S1(k-1)S2(k-1)小于0，执行流程框12，参数PB更新为PB-π，继而执行流程框14，输出的萨格奈克相移测量值为如果S1(k-1)S2(k-1)不小于0，输出的萨格奈克相移测量值为
Figure BDA0000050367140000084
对于判断框15，如果|S1(k)|＞|S2(k)|，进行判断框16的操作，判断S1(k)是否大于0；反之进行流程框10的操作，输出萨格奈克相移测量值
Figure BDA0000050367140000085
对于判断框16，S1(k)＞0，执行流程框14的操作，输出萨格奈克相移测量值
Figure BDA0000050367140000086
反之，执行流程框13的操作，输出萨格奈克相移测量值
跟踪阶段的核心思想是通过S1和S2的历史数据判断萨格奈克相移所处的象限，根据S1和S2的当前测量结果确定基准角度值。本发明已基于此思想给出了两种不同的实现方式，本领域的相关研究人员也可能稍作修改给出别的实施例。需要指出的是，任何基于本专利提出的跟踪原理以实现扩展光纤陀螺动态范围这一目的的方法都应属于本专利的保护范围。
本发明提出了一种新的扩展开环光纤陀螺动态范围提高比例因子线性度的方法——萨格奈克相移跟踪方法。该方法是一个递推算法，通过当前时刻和前一时刻一次谐波和二次谐波的解调信号来判断当前时刻萨格奈克相移所处的象限，使开环光纤陀螺能够测量的系统转动角速度所对应的萨格奈克相移单调区间突破[-π/2π/2)，达到闭环光纤陀螺的测量范围。使用萨格奈克相移跟踪，开环光纤陀螺仪的动态范围不再受限于线圈的尺寸参数，在大大扩展动态范围的同时，可以进一步提高陀螺仪的灵敏度和精度。该方法是探测器后端的信号处理方法，不涉及开环陀螺结构上的改变以及相关硬件功能的改变，因此衍生出的新型光纤陀螺可以同时具备传统开环和闭环陀螺仪的优势，具有极高的实用价值。
与现有技术相比，本发明的积极效果为：
本发明的信号处理方法，在不改变图1所示开环光纤陀螺结构以及元件功能(调相器仍然工作在常规状态下)即不增加硬件复杂度的基础上，使光纤陀螺能够测量的系统转动角速度所对应的萨格奈克相移单调区间完全突破[-π/2π/2)的单调区间，扩展到了各个象限，使开环光纤陀螺的动态范围达到闭环结构陀螺的水平。
使用本方法，开环光纤陀螺仪的动态范围不再和线圈的尺寸参数相关，这为开环光纤陀螺进一步提高精度和比例因子线性度铺平了道路，由此衍生出的新型光纤陀螺仪可以同时具备传统开环和闭环陀螺仪的优势。
附图说明
图1、开环光纤陀螺仪的基本结构；
图2、萨格奈克相移跟踪算法跟踪阶段流程图(方案1)；
图3、萨格奈克相移跟踪算法跟踪阶段流程图(方案2)；
图4、基于数字解调实施萨格奈克相移跟踪；
图5、基于模拟解调实施萨格奈克相移跟踪。
其中：1-激光光源，2-偏振器，3-光纤环，4-调相器，5-探测器，6、7、8、11、15、16分别为条件判断框，9、10、12、13、14分别为流程框，17-放大滤波及模数转换模块，18-信号处理模块，19-数模转换模块，20-放大滤波模块，21-一次谐波解调模块，22-二次谐波解调模块，23-模数转换模块，24-信号处理模块，25-振荡器，26-90°相移及倍频模块。
具体实施方式
本部分将结合图4，图5说明本发明的具体实施方式。
本发明的第1种实施方式原理框图如图4所示，探测器输出的模拟信号ID(t)输入模块17，先进行放大然后进行低通滤波，滤波的作用是滤除探测信号ID(t)中的三次及更高次谐波信号，同时进行噪声的抑制。滤波后的信号进行A/D采样，然后输入信号处理模块18。模块18中首先进行数字解调，对输入信号进行一次谐波信号和二次谐波信号解调，一次谐波解调信号正比于二次谐波解调信号正比于
Figure BDA0000050367140000102
通过实验测试得到比例因子，对比例因子进行处理，得到一次以及二次谐波解调信号S1(k)和S2(k)，k＝0，1，2，...。对得到的解调信号执行发明原理部分给出的萨格奈克相移跟踪算法处理(见STEP1和STEP2中的具体描述)，最后输出处理后的数据，即萨格奈克相移的测量值。模块18同时要输出数字信号，控制模块19所示的D/A变换器，使其输出和一次谐波解调信号同频的模拟信号控制线圈中的调相器。
本发明的第2种实施方式原理框图如图5所示，探测器输出的模拟信号ID(t)输入模块20进行放大和带通滤波，这里的带通滤波滤除信号中的直流信号和三次及更高次谐波信号。经过放大和滤波后的信号分成两路，分别进行模拟的一次谐波信号(模块21所示)和二次谐波信号(模块22所示)解调。需要说明的是也可在放大器后使用两个并联的带通滤波器，分别滤出一次和二次谐波信号，而后分别进行模拟的一次谐波信号(模块21所示)和二次谐波信号(模块22所示)解调。解调后的两路信号输入模块23进行A/D采样，采样后的信号输入模块24进行信号处理。如上面所述，一次谐波解调信号正比于
Figure BDA0000050367140000103
二次谐波解调信号正比于
Figure BDA0000050367140000104
模块24首先使用实验测试得到比例因子对解调信号进行处理，得到S1(k)和S2(k)，k＝0，1，2，...，之后对得到的解调信号执行发明原理部分给出的STEP1和STEP2描述的萨格奈克相移跟踪算法，最后输出萨格奈克相移的测量值。在该方案中，线圈中的调相器由模块25所示的振荡器控制，使用振荡器信号产生解调信号，同时控制模块21和模块22的一次谐波解调和二次谐波解调。

Claims (10)

1.一种光纤陀螺仪的萨格奈克相移跟踪方法，其中所述光纤陀螺仪为：激光光源经耦合器1与一偏振器连接，所述偏振器经一耦合器2与一光纤环连接，所述光纤环与所述耦合器2之间连接一调相器，所述耦合器1另一端口与一探测器连接且所述探测器与所述激光光源位于所述耦合器1的同一侧，所述探测器的输出端依次经一滤波及模数转换模块、信号处理模块、数模转换模块与所述调相器的控制端连接；其步骤为：
1)对k＝0时刻采集的探测信号进行滤波解调，得到k＝0时刻探测信号的一次谐波解调信号S1(0)和二次谐波解调信号S2(0)；其中，k为采样时刻；
2)根据S1(0)、S2(0)计算得到k＝0时刻光纤陀螺的萨格奈克相移
Figure FDA0000050367130000011
并初始化一相位偏置参数PB的初始值为0；
3)对后续k时刻采集的探测信号进行滤波解调，得到当前时刻的一次谐波解调信号S1(k)、二次谐波解调信号S2(k)；并根据S1(k)、S2(k)以及前一时刻的一次谐波解调信号S1(k-1)、二次谐波解调信号S2(k-1)，确定当前时刻的萨格奈克相移值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述确定当前时刻的萨格奈克相移
Figure FDA0000050367130000013
值的方法为：
a)首先判断S1(k-1)S2(k-1)S1(k)S2(k)是否小于0；如果小于0，则进行步骤b)；否则直接输出萨格奈克相移测量值
Figure FDA0000050367130000014
b)如果S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)大于0，则：当S1(k-1)S2(k-1)大于0时，将参数PB更新为PB+π，然后输出否则直接输出
Figure FDA0000050367130000016
如果S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)不大于0，则：当S1(k-1)S2(k-1)小于0时，将参数PB更新为PB-π，然后输出
Figure FDA0000050367130000017
否则直接输出
Figure FDA0000050367130000018
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述确定当前时刻的萨格奈克相移
Figure FDA0000050367130000021
值的方法为：
a)首先判断S1(k-1)S2(k-1)S1(k)S2(k)是否小于0；如果小于0，则进行步骤b)，否则，进行步骤c)；
b)如果S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)大于0，则：当S1(k-1)S2(k-1)大于0时，将参数PB更新为PB+π，然后输出
Figure FDA0000050367130000022
否则，直接输出
Figure FDA0000050367130000023
如果S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)不大于0，则：当S1(k-1)S2(k-1)小于0时，将参数PB更新为PB-π，然后输出
Figure FDA0000050367130000024
否则，直接输出
Figure FDA0000050367130000025
c)如果|S1(k)|＞|S2(k)|，则：当S1(k)大于0时，输出
Figure FDA0000050367130000026
否则，直接输出如果|S1(k)|≤|S2(k)|，则直接输出
Figure FDA0000050367130000028
4.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于根据公式
Figure FDA0000050367130000029
计算k＝0时刻的萨格奈克相移
Figure FDA00000503671300000210
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述探测器输出端经一放大器与所述滤波及模数转换模块的输入端连接。
6.一种光纤陀螺仪的萨格奈克相移跟踪方法，其中所述光纤陀螺仪为：激光光源经耦合器1与一偏振器连接，所述偏振器经一耦合器2与一光纤环连接，所述光纤环与所述耦合器2之间连接一调相器，所述耦合器1另一端口与一探测器连接且所述探测器与所述激光光源位于所述耦合器1的同一侧，所述探测器的输出端与一滤波器输入端连接，所述滤波器的输出端分别与一次谐波解调模块、二次谐波解调模块的输入端连接，一次谐波解调模块、二次谐波解调模块的输出端均经一模数转换模块与一信号处理模块连接；所述调相器、一次谐波解调模块的控制端分别与一振荡器的输出端连接；所述二次谐波解调模块的控制端经一90°相移及倍频模块与所述振荡器的输出端连接；其步骤为：
1)对k＝0时刻采集的探测信号进行滤波解调，得到k＝0时刻探测信号的一次谐波解调信号S1(0)和二次谐波解调信号S2(0)；其中，k为采样时刻；
2)根据S1(0)、S2(0)计算得到k＝0时刻光纤陀螺的萨格奈克相移
Figure FDA0000050367130000031
并初始化一相位偏置参数PB的初始值为0；
3)对后续k时刻采集的探测信号进行滤波解调，得到当前时刻的一次谐波解调信号S1(k)、二次谐波解调信号S2(k)；并根据S1(k)、S2(k)以及前一时刻的一次谐波解调信号S1(k-1)、二次谐波解调信号S2(k-1)，确定当前时刻的萨格奈克相移
Figure FDA0000050367130000032
值。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述确定当前时刻的萨格奈克相移
Figure FDA0000050367130000033
值的方法为：
a)首先判断S1(k-1)S2(k-1)S1(k)S2(k)是否小于0；如果小于0，则进行步骤b)；否则直接输出萨格奈克相移测量值
b)如果S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)大于0，则：当S1(k-1)S2(k-1)大于0时，将参数PB更新为PB+π，然后输出
Figure FDA0000050367130000035
否则直接输出
Figure FDA0000050367130000036
如果S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)不大于0，则：当S1(k-1)S2(k-1)小于0时，将参数PB更新为PB-π，然后输出
Figure FDA0000050367130000037
否则直接输出
Figure FDA0000050367130000038
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述确定当前时刻的萨格奈克相移
Figure FDA0000050367130000039
值的方法为：
a)首先判断S1(k-1)S2(k-1)S1(k)S2(k)是否小于0；如果小于0，则进行步骤b)，否则，进行步骤c)；
b)如果S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)大于0，则：当S1(k-1)S2(k-1)大于0时，将参数PB更新为PB+π，然后输出否则，直接输出
Figure FDA0000050367130000042
如果S1(k)S2(k-1)-S2(k)S1(k-1)不大于0，则：当S1(k-1)S2(k-1)小于0时，将参数PB更新为PB-π，然后输出
Figure FDA0000050367130000043
否则，直接输出
Figure FDA0000050367130000044
c)如果|S1(k)|＞|S2(k)|，则：当S1(k)大于0时，输出
Figure FDA0000050367130000045
否则，直接输出
Figure FDA0000050367130000046
如果|S1(k)|≤|S2(k)|，则直接输出
Figure FDA0000050367130000047
9.如权利要求6或7或8所述的方法，其特征在于根据公式
Figure FDA0000050367130000048
计算k＝0时刻的萨格奈克相移
Figure FDA0000050367130000049
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述探测器输出端经一放大器与所述滤波器的输入端连接。
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