CN116046023B - 基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及惯性导航领域，公开了一种基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析方法及系统，用于提高对光纤陀螺进行精度分析时的准确率。该方法包括：获取少模保偏光纤的配置信息并解析，得到多个光传输模式；并确定多个光传输信道；进行灯笼匹配确定多个待筛选光子灯笼；分别对输入的第一基模光信号进行多次传输，得到多个第二基模光信号；基于多个第二基模光信号以及第一基模光信号进行数据采集，得到多组陀螺输出数据；对多组陀螺输出数据进行数据误差分析确定多个误差分析结果，通过多个误差分析结果进行陀螺精度分析，确定目标精度分析结果，该系统包括信息获取模块、信道确定模块、灯笼匹配模块、信号传输模块、数据采集模块以及精度分析模块。

Description

基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析方法及系统

技术领域

本发明涉及惯性导航领域，尤其涉及一种基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析方法及系统。

背景技术

随着光纤陀螺技术的进步以及应用逐渐推广，高精度光纤陀螺的应用需求日益迫切，尤其是在一些长航时高精度水面、水下等船用应用场合，要求光纤陀螺精度高，需要连续导航工作，对长航时工作状态下的惯性导航系统提出了越来越迫切的需求。

其中，引用一篇专利号为CN115638807B，名称为一种基于地球自转的光纤陀螺精度测试方法，包括如下流程：以地球自转数据作为输入，且测试时间至少半年，分别采集陀螺输出角速度数据并求取平均值，计算出北向夹角；将高精度分度表转动至北向位置，测量输出角速度数据，将输出角速度数据与地球自转输入数据比较，若输出角速度数据包含地球自转输入数据的极值，则判断超高精度光纤陀螺精度优于地球自转速度及地轴章动变化精度。本发明提供的方法利用地球公转作为输入，能够测试出超高精度光纤陀螺的精度级别。

同时，引用一篇专利号为CN113074710A，名称为一种光纤陀螺优化精测精度的闭环检测方法，包括如下步骤：步骤一、建立基于四态调制的光纤陀螺系统的数学模型；步骤二、建立和分析主闭环数学模型；步骤三、引入线性反馈控制器，建立系统动力学模型；步骤四、设计优化光纤陀螺性能的控制器的反馈增益矩阵Kc，以提高光纤陀螺的检测精度采用本发明的方法可以提高光纤陀螺的精测精度，此方法不仅可以在工程应用中优化检测精度，而且对光纤陀螺的设计也有一定的参考价值。

但是，在现有技术中，提高光纤陀螺精度需要增加绕制光纤的长度和环圈的直径，对于光纤陀螺而言，增加传感光纤环长度能够累积角速度产生的非互易相位差，从而进一步提高陀螺的灵敏度和精度。随着光纤长度的增加，不仅意味着更大的体积、成本和绕制难度，还会导致对温度等环境因素的适应性大大降低，限制了陀螺的应用场景，如何在保证在光纤长度一定时增加传播光程，以进一步提升对光纤陀螺进行精度分析时的准确率，成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析方法及系统，解决了对光纤陀螺进行精度分析时的准确率较低的技术问题。

本发明提供了一种基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析方法，包括：获取目标光纤陀螺中少模保偏光纤的配置信息，并对所述少模保偏光纤的配置信息进行解析，得到与所述少模保偏光纤对应的多个光传输模式；对所述多个光传输模式进行信道匹配，确定多个光传输信道；基于所述多个光传输信道从候选光子灯笼集合中进行灯笼匹配，得到多个待筛选光子灯笼；通过多个所述待筛选光子灯笼分别对输入的第一基模光信号进行多次传输，得到与每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号，其中，每个所述待筛选光子灯笼的输入端的每一根输入光纤分别与所述目标光纤陀螺的每一根单模光纤熔接，每个所述待筛选光子灯笼的输出端的少模尾纤与所述少模保偏光纤熔接；基于与每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号以及所述第一基模光信号，对所述目标光纤陀螺进行数据采集，得到多组陀螺输出数据；分别对多组所述陀螺输出数据进行数据误差分析，确定多个误差分析结果，通过所述多个误差分析结果进行陀螺精度分析，确定目标精度分析结果。

在本发明中，所述步骤S101，包括：获取所述目标光纤陀螺中所述少模保偏光纤的配置信息；对所述少模保偏光纤的配置信息进行字段分析，得到对应的多个关键词字段；通过所述多个关键词字段进行传输模式匹配，得到与所述少模保偏光纤对应的多个光传输模式。

在本发明中，所述步骤S102，包括：对所述多个光传输模式进行传输类型分析，确定与每一所述光传输模式对应的传输类型；通过与每一所述光传输模式对应的传输类型对所述多个光传输模式进行信道匹配，确定多个光传输信道。

在本发明中，所述步骤S103，包括：对所述候选光子灯笼集合中每一候选光子灯笼进行信息遍历处理，得到每一候选光子灯笼对应的传输信道数量；对所述多个光传输信道进行信道数量分析，确定目标信道数量；对所述目标信道数量进行数量区间划分，得到信道数量区间；通过所述信道数量区间以及每一候选光子灯笼对应的传输信道数量，对所述候选光子灯笼集合进行灯笼匹配，得到多个待筛选光子灯笼。

在本发明中，所述步骤S104，包括：对每个所述待筛选光子灯笼进行信道遍历，确定每个所述待筛选光子灯笼对应的多个待传输光传输信道；对每个所述待筛选光子灯笼对应的多个待传输光传输信道进行传输顺序分析，确定每个所述待筛选光子灯笼对应的信道传输顺序；基于每个所述待筛选光子灯笼对应的信道传输顺序，分别对所述第一基模光信号进行多次传输，得到每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号。

在本发明中，所述步骤S105，包括：基于与每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号以及所述第一基模光信号，确定每个所述待筛选光子灯笼对应的基模光信号集合；基于每个所述待筛选光子灯笼对应的基模光信号集合，对所述目标光纤陀螺进行数据采集，得到多组陀螺输出数据。

在本发明中，所述步骤S106，包括：分别对多组所述陀螺输出数据进行数据误差分析，确定与每组所述陀螺输出数据对应的误差分析结果；对每组所述陀螺输出数据对应的误差分析结果进行误差数值排序，确定目标排序结果；通过所述目标排序结果进行陀螺精度分析，确定目标精度分析结果。

在本发明中，在所述通过所述目标排序结果进行陀螺精度分析，确定目标精度分析结果步骤之后，还包括：通过所述目标排序结果对多个待筛选光子灯笼进行筛选，得到至少一个筛选后的目标光子灯笼；基于所述目标精度分析结果，对至少一个所述筛选后的目标光子灯笼进行配置信息采集，确定目标光子灯笼配置信息，并将所述目标光子灯笼配置信息传输至预置的数据库。

本发明还提供了一种基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析系统，包括：

信息获取模块，用于获取目标光纤陀螺中少模保偏光纤的配置信息，并对所述少模保偏光纤的配置信息进行解析，得到与所述少模保偏光纤对应的多个光传输模式；

信道确定模块，用于对所述多个光传输模式进行信道匹配，确定多个光传输信道；

灯笼匹配模块，用于基于所述多个光传输信道从候选光子灯笼集合中进行灯笼匹配，得到多个待筛选光子灯笼；

信号传输模块，用于通过多个所述待筛选光子灯笼分别对输入的第一基模光信号进行多次传输，得到与每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号；

数据采集模块，用于基于与每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号以及所述第一基模光信号，对所述目标光纤陀螺进行数据采集，得到多组陀螺输出数据；

精度分析模块，用于分别对多组所述陀螺输出数据进行数据误差分析，确定多个误差分析结果，通过所述多个误差分析结果进行陀螺精度分析，确定目标精度分析结果。

本发明中，获取目标光纤陀螺中少模保偏光纤的配置信息，并对所述少模保偏光纤的配置信息进行解析，得到与所述少模保偏光纤对应的多个光传输模式；对所述多个光传输模式进行信道匹配，确定多个光传输信道；基于所述多个光传输信道从候选光子灯笼集合中进行灯笼匹配，得到多个待筛选光子灯笼；通过多个所述待筛选光子灯笼分别对输入的第一基模光信号进行多次传输，得到与每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号；基于与每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号以及所述第一基模光信号，对所述目标光纤陀螺进行数据采集，得到多组陀螺输出数据；分别对多组所述陀螺输出数据进行数据误差分析，确定多个误差分析结果，通过所述多个误差分析结果进行陀螺精度分析，确定目标精度分析结果。本发明实施例中，服务器通过光子灯笼对输入的基模光进行多次模式转换及传输，在不增加光纤长度的同时，增加了传播光程，使得有效敏感面积增大，在光子灯笼应用时，其每一根输入光纤分别与一根单模光纤熔接，输出端的少模尾纤则与传输系统的少模光纤进行熔接，从而把每根单模光纤中传输的基模，转换为少模光纤中对应的各阶模式，以进一步提升对光纤陀螺进行精度分析时的准确率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析方法的流程图。

图2为本发明实施例中分别对输入的第一基模光信号进行多次传输的示意图；

图3为本发明实施例中基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析系统的示意图。

附图标记：

301、信息获取模块；302、信道确定模块；303、灯笼匹配模块；304、信号传输模块；305、数据采集模块；306、精度分析模块；307、灯笼筛选模块；308、信息传输模块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

为便于理解，下面对本发明实施例的具体流程进行描述，请参阅图1，图1是本发明实施例的基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析方法的流程图，如图1所示，该流程图包括以下步骤：

S101、获取目标光纤陀螺中少模保偏光纤的配置信息，并对少模保偏光纤的配置信息进行解析，得到与少模保偏光纤对应的多个光传输模式；

需要说明的是，使用少模光纤环圈作为敏感单元，并将其与光子灯笼相熔接，可将多种光信号转化成不同的模式后在环圈中传输，此外，少模光纤与传统的单模光纤相比，模场面积更大，因此，非线性效应的容限也会相对提高，既可以提高传输容量，可以进一步提升该目标光纤陀螺中光纤的传输容量，其中，服务器对该目标光纤陀螺中该少模保偏光纤的配置信息进行采集，需要说明的是，该少模保偏光纤的配置信息具体包括：芯径、纤芯折射率、包层直径、涂层直径以及纤芯数量等参数信息，进而服务器对该少模保偏光纤的配置信息进行解析，确定对应的纤芯数量及纤芯类型，进而服务器根据该纤芯数量以及纤芯类型确定与该少模保偏光纤对应的多个光传输模式。

S102、对多个光传输模式进行信道匹配，确定多个光传输信道；

具体的，对该多个光传输模式进行数量分析，确定对应的光传输模式数量，进而，服务器通过该多个光传输模式进行信道类型分析，确定对应的多个光传输信道类型，进一步地，服务器通过该多个光传输信道类型以及光传输模式数量进行信道匹配，确定多个光传输信道。

S103、基于多个光传输信道从候选光子灯笼集合中进行灯笼匹配，得到多个待筛选光子灯笼；

S104、通过多个待筛选光子灯笼分别对输入的第一基模光信号进行多次传输，得到与每个待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号，其中，每个待筛选光子灯笼的输入端的每一根输入光纤分别与目标光纤陀螺的每一根单模光纤熔接，每个待筛选光子灯笼的输出端的少模尾纤与少模保偏光纤熔接；

需要说明的是，光子灯笼的实现是基于少模光纤的模式复用技术，以少模光纤中几个相互独立的正交模式作为独立的信道来成倍的提升光纤的通信容量，以拉锥型三模选模光子灯笼为例阐述模式复用技术：三模选模光子灯笼将三根单模光纤紧密对称的分布在折射率略低于光纤包层的玻璃套管里，然后对整个套管进行拉锥处理，拉锥过程中单模光纤纤芯直径逐渐减小，以至于激光大部分从纤芯泄漏到包层，纤芯与原有包层成为无效波导结构。同时，每根光纤的原有包层也和邻近光纤的原有包层进行熔合，逐渐形成新的导光纤芯，外层玻璃套管在拉锥的过程中变为新的包层，整体结构形成新的纤芯/包层波导。光子灯笼的拉锥末端同少模光纤相连接，实现了多个基模向高阶模的转换，最终，基于多个光传输信道从候选光子灯笼集合中进行灯笼匹配，得到多个待筛选光子灯笼，并通过多个待筛选光子灯笼分别对输入的第一基模光信号进行多次传输，得到与每个待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号。

需要说明的是，光子灯笼具有损耗低、串扰小、抗电磁干扰能力强等优点，以三模光子灯笼为例，在输入端，把三根单模光纤束作为输入光纤，插入折射率比输入光纤包层还低的玻璃套管内，然后进行绝热拉锥，在拉锥过程中，输入光纤的尺寸逐渐减小，慢慢的不足以束缚光场，光场将会泄漏到包层内传输。到光子灯笼的输出端时，输入光纤的纤芯几乎消失，或只是成为一个可以忽略的微扰结构，失去对光场的束缚作用，原输入光纤的包层和低折射率的玻璃套管层，重新形成新的少模波导结构，称为光子灯笼的尾纤。在整个拉锥过程中，输入光纤中的基模，也逐渐过渡为少模尾纤中的各阶模式。光子灯笼应用时，其每一根输入光纤分别与一根单模光纤熔接，输出端的少模尾纤则与传输系统的少模光纤进行熔接，从而把每根单模光纤中传输的基模，转换为少模光纤中对应的各阶模式，从而分别对输入的第一基模光信号进行多次传输，得到与每个待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号。

S105、基于与每个待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号以及第一基模光信号，对目标光纤陀螺进行数据采集，得到多组陀螺输出数据；

S106、分别对多组陀螺输出数据进行数据误差分析，确定多个误差分析结果，通过多个误差分析结果进行陀螺精度分析，确定目标精度分析结果。

需要说明的是，在光纤陀螺中，从光源发出的光束被耦合器和Y波导分为两束，一束进光纤环后顺时针传播，由光纤环出射后回到Y波导下臂，而另一束经Y波导分束后进入光纤环后逆时针传播，由光纤环出射后回到Y波导上臂，从不同通道来的这两束光汇合后产生干涉信号，在本发明实施例中，将与每个待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号以及第一基模光信号传输到Y波导上，进而产生干涉信号，并通过探测器检测干涉信号的强度变化，从而得到多组陀螺输出数据，进一步的，分别对多组陀螺输出数据进行数据误差分析，确定与每组陀螺输出数据对应的误差分析结果，对每组陀螺输出数据对应的误差分析结果进行误差数值排序，确定目标排序结果，最终，通过目标排序结果进行陀螺精度分析，确定目标精度分析结果。

通过执行上述步骤，获取目标光纤陀螺中少模保偏光纤的配置信息，并对少模保偏光纤的配置信息进行解析，得到与少模保偏光纤对应的多个光传输模式；对多个光传输模式进行信道匹配，确定多个光传输信道；基于多个光传输信道从候选光子灯笼集合中进行灯笼匹配，得到多个待筛选光子灯笼；通过多个待筛选光子灯笼分别对输入的第一基模光信号进行多次传输，得到与每个待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号；基于与每个待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号以及第一基模光信号，对目标光纤陀螺进行数据采集，得到多组陀螺输出数据；分别对多组陀螺输出数据进行数据误差分析，确定多个误差分析结果，通过多个误差分析结果进行陀螺精度分析，确定目标精度分析结果。本发明实施例中，服务器通过光子灯笼对输入的基模光进行多次模式转换及传输，在不增加光纤长度的同时，增加了传播光程，使得有效敏感面积增大，以进一步提升对光纤陀螺进行精度分析时的准确率。

在一具体实施例中，执行步骤S101的过程可以具体包括如下步骤：

（1）获取目标光纤陀螺中少模保偏光纤的配置信息；

（2）对少模保偏光纤的配置信息进行字段分析，得到对应的多个关键词字段；

（3）通过多个关键词字段进行传输模式匹配，得到与少模保偏光纤对应的多个光传输模式。

具体的，获取目标光纤陀螺中少模保偏光纤的配置信息，其中，少模保偏光纤的配置信息具体包括：芯径、纤芯折射率、包层直径、涂层直径以及纤芯数量等参数信息，进而服务器对该少模保偏光纤的配置信息进行解析，确定对应的纤芯数量及纤芯类型，进一步地，对少模保偏光纤的配置信息进行字段分析，得到对应的多个关键词字段，其中，通过对该少模保偏光纤的配置信息进行字符识别，确定多个字符信息，进一步地，服务器对该多个字符信息进行字段分析，确定多个关键词字段，需要说明的是，该多个关键词字段可以为折射率、直径及纤芯等字段，进而通过多个关键词字段进行传输模式匹配，得到与少模保偏光纤对应的多个光传输模式。

在一具体实施例中，执行步骤S102的过程可以具体包括如下步骤：

（1）对多个光传输模式进行传输类型分析，确定与每一光传输模式对应的传输类型；

（2）通过与每一光传输模式对应的传输类型对多个光传输模式进行信道匹配，确定多个光传输信道。

具体的，对该多个光传输模式进行数量分析，确定对应的光传输模式数量，进而，服务器通过该多个光传输模式进行信道类型分析，确定对应的多个光传输信道类型，进一步地，服务器通过该多个光传输信道类型以及光传输模式数量进行信道匹配，确定多个光传输信道。

在一具体实施例中，执行步骤S103的过程可以具体包括如下步骤：

（1）对候选光子灯笼集合中每一候选光子灯笼进行信息遍历处理，得到每一候选光子灯笼对应的传输信道数量；

（2）对多个光传输信道进行信道数量分析，确定目标信道数量；

（3）对目标信道数量进行数量区间划分，得到信道数量区间；

（4）通过信道数量区间以及每一候选光子灯笼对应的传输信道数量，对候选光子灯笼集合进行灯笼匹配，得到多个待筛选光子灯笼。

需要说明的是，对候选光子灯笼集合中每一候选光子灯笼进行信息遍历处理，得到每一候选光子灯笼对应的传输信道数量，其中，首先获取该候选光子灯笼集合中每一候选光子灯笼对应的标识信息，进一步的，根据每一候选光子灯笼对应的标识信息从预置的数据库中采集每一候选光子灯笼的配置信息，并对每一候选光子灯笼的配置信息进行信息遍历，确定每一候选光子灯笼对应的传输信道数量，进而对多个光传输信道进行信道数量分析，确定目标信道数量，进而，通过该目标信道数量对目标信道数量进行数量区间划分，得到信道数量区间，例如，当该目标信道数量为3时，在进行数量区间划分时，可将信道数量区间划分为2至5，最终，通过信道数量区间以及每一候选光子灯笼对应的传输信道数量，对候选光子灯笼集合进行灯笼匹配，得到多个待筛选光子灯笼。

在一具体实施例中，如图2所示，执行步骤S104的过程可以具体包括如下步骤：

S201、对每个待筛选光子灯笼进行信道遍历，确定每个待筛选光子灯笼对应的多个待传输光传输信道；

S202、对每个待筛选光子灯笼对应的多个待传输光传输信道进行传输顺序分析，确定每个待筛选光子灯笼对应的信道传输顺序；

S203、基于每个待筛选光子灯笼对应的信道传输顺序，分别对第一基模光信号进行多次传输，得到每个待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号。

其中，服务器对每个待筛选光子灯笼进行信道遍历，确定每个待筛选光子灯笼对应的多个待传输光传输信道，进一步地，对每个待筛选光子灯笼对应的多个待传输光传输信道进行传输顺序分析，确定每个待筛选光子灯笼对应的信道传输顺序，其中，在确定每个待筛选光子灯笼对应的信道传输顺序时，对每个待筛选光子灯笼首先进行传输信道数量确认，确定每个待筛选光子灯笼的传输信道数量，进而，确定每个待筛选光子灯笼的基模光输入端，并确定每个待筛选光子灯笼的基模光输出端，并根据该每个待筛选光子灯笼的输入端以及输出端确定信道传输顺序，最终，基于每个待筛选光子灯笼对应的信道传输顺序，分别对第一基模光信号进行多次传输，得到每个待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号。

需要说明的是，通过分别对第一基模光信号进行多次传输，在不增加光纤长度的同时，增加了传播光程，使得有效敏感面积增大，以进一步提升对光纤陀螺进行精度分析时的准确率。

在一具体实施例中，执行步骤S105的过程可以具体包括如下步骤：

（1）基于与每个待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号以及第一基模光信号，确定每个待筛选光子灯笼对应的基模光信号集合；

（2）基于每个待筛选光子灯笼对应的基模光信号集合，对目标光纤陀螺进行数据采集，得到多组陀螺输出数据。

需要说明的是，在光纤陀螺中，从光源发出的光束被耦合器和Y波导分为两束，一束进光纤环后顺时针传播，由光纤环出射后回到Y波导下臂，而另一束经Y波导分束后进入光纤环后逆时针传播，由光纤环出射后回到Y波导上臂，从不同通道来的这两束光汇合后产生干涉信号，在本发明实施例中，基于与每个待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号以及第一基模光信号，确定每个待筛选光子灯笼对应的基模光信号集合，将与每个待筛选光子灯笼对应的基模光信号集合中第二基模光信号以及基模光信号集合中第一基模光信号传输到Y波导上，进而产生干涉信号，并通过探测器检测干涉信号的强度变化，从而得到多组陀螺输出数据。

在一具体实施例中，执行步骤S106的过程可以具体包括如下步骤：

（1）分别对多组陀螺输出数据进行数据误差分析，确定与每组陀螺输出数据对应的误差分析结果；

（2）对每组陀螺输出数据对应的误差分析结果进行误差数值排序，确定目标排序结果；

（3）通过目标排序结果进行陀螺精度分析，确定目标精度分析结果。

在一具体实施例中，本发明实施例的基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析方法还可以具体包括如下步骤：

（1）通过目标排序结果对多个待筛选光子灯笼进行筛选，得到至少一个筛选后的目标光子灯笼；

（2）基于目标精度分析结果，对至少一个筛选后的目标光子灯笼进行配置信息采集，确定目标光子灯笼配置信息，并将目标光子灯笼配置信息传输至预置的数据库。

需要说明的是，分别对多组陀螺输出数据进行数据误差分析，确定与每组陀螺输出数据对应的误差分析结果，其中，采集多个历史光纤陀螺输出数据，并对多个历史光纤陀螺输出数据进行归一化处理，得到归一化处理数据；

通过归一化处理数据，对多组陀螺输出数据进行数据误差分析，得到对应的误差分析结果，对每组陀螺输出数据对应的误差分析结果进行误差数值排序，确定目标排序结果，通过目标排序结果进行陀螺精度分析，确定目标精度分析结果，需要说明的是，在进行误差数值排序时，按照从低到高的顺序精误差数值排序。

进一步地，通过目标排序结果对多个待筛选光子灯笼进行筛选，得到至少一个筛选后的目标光子灯笼，例如，可以选取3组误差较低的陀螺输出数据，进而根据该3组误差较低的陀螺输出数据选取3个筛选后的目标光子灯笼，并根据该目标精度分析结果，对至少一个筛选后的目标光子灯笼进行配置信息采集，确定目标光子灯笼配置信息，并将目标光子灯笼配置信息传输至预置的数据库，以便于后续对采用目标光子灯笼时精度较高的光纤陀螺的配置信息加以保存，便于后续使用。

本发明实施例还提供了一种基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析系统，如图3所示，该基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析系统具体包括：

信息获取模块301，用于获取目标光纤陀螺中少模保偏光纤的配置信息，并对所述少模保偏光纤的配置信息进行解析，得到与所述少模保偏光纤对应的多个光传输模式；

信道确定模块302，用于对所述多个光传输模式进行信道匹配，确定多个光传输信道；

灯笼匹配模块303，用于基于所述多个光传输信道从候选光子灯笼集合中进行灯笼匹配，得到多个待筛选光子灯笼；

信号传输模块304，用于通过多个所述待筛选光子灯笼分别对输入的第一基模光信号进行多次传输，得到与每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号，其中，每个所述待筛选光子灯笼的输入端的每一根输入光纤分别与所述目标光纤陀螺的每一根单模光纤熔接，每个所述待筛选光子灯笼的输出端的少模尾纤与所述少模保偏光纤熔接；

数据采集模块305，用于基于与每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号以及所述第一基模光信号，对所述目标光纤陀螺进行数据采集，得到多组陀螺输出数据；

精度分析模块306，用于分别对多组所述陀螺输出数据进行数据误差分析，确定多个误差分析结果，通过所述多个误差分析结果进行陀螺精度分析，确定目标精度分析结果。

可选的，所述信息获取模块301具体用于：获取所述目标光纤陀螺中所述少模保偏光纤的配置信息；对所述少模保偏光纤的配置信息进行字段分析，得到对应的多个关键词字段；通过所述多个关键词字段进行传输模式匹配，得到与所述少模保偏光纤对应的多个光传输模式。

可选的，所述信道确定模块302具体用于：对所述多个光传输模式进行传输类型分析，确定与每一所述光传输模式对应的传输类型；通过与每一所述光传输模式对应的传输类型对所述多个光传输模式进行信道匹配，确定多个光传输信道。

可选的，所述灯笼匹配模块303具体用于：对所述候选光子灯笼集合中每一候选光子灯笼进行信息遍历处理，得到每一候选光子灯笼对应的传输信道数量；对所述多个光传输信道进行信道数量分析，确定目标信道数量；对所述目标信道数量进行数量区间划分，得到信道数量区间；通过所述信道数量区间以及每一候选光子灯笼对应的传输信道数量，对所述候选光子灯笼集合进行灯笼匹配，得到多个待筛选光子灯笼。

可选的，所述信号传输模块304具体用于：对每个所述待筛选光子灯笼进行信道遍历，确定每个所述待筛选光子灯笼对应的多个待传输光传输信道；对每个所述待筛选光子灯笼对应的多个待传输光传输信道进行传输顺序分析，确定每个所述待筛选光子灯笼对应的信道传输顺序；基于每个所述待筛选光子灯笼对应的信道传输顺序，分别对所述第一基模光信号进行多次传输，得到每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号。

可选的，所述数据采集模块305具体用于：基于与每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号以及所述第一基模光信号，确定每个所述待筛选光子灯笼对应的基模光信号集合；基于每个所述待筛选光子灯笼对应的基模光信号集合，对所述目标光纤陀螺进行数据采集，得到多组陀螺输出数据。

可选的，所述精度分析模块306具体用于：分别对多组所述陀螺输出数据进行数据误差分析，确定与每组所述陀螺输出数据对应的误差分析结果；对每组所述陀螺输出数据对应的误差分析结果进行误差数值排序，确定目标排序结果；通过所述目标排序结果进行陀螺精度分析，确定目标精度分析结果。

可选的，所述基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析系统，还包括：

灯笼筛选模块307，用于通过所述目标排序结果对多个待筛选光子灯笼进行筛选，得到至少一个筛选后的目标光子灯笼；

信息传输模块308，用于基于所述目标精度分析 结果，对至少一个所述筛选后的目标光子灯笼进行配置信息采集，确定目标光子灯笼配置信息，并将所述目标光子灯笼配置信息传输至预置的数据库。

通过各个组成部分的协同合作，获取目标光纤陀螺中少模保偏光纤的配置信息，并对所述少模保偏光纤的配置信息进行解析，得到与所述少模保偏光纤对应的多个光传输模式；对所述多个光传输模式进行信道匹配，确定多个光传输信道；基于所述多个光传输信道从候选光子灯笼集合中进行灯笼匹配，得到多个待筛选光子灯笼；通过多个所述待筛选光子灯笼分别对输入的第一基模光信号进行多次传输，得到与每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号；基于与每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号以及所述第一基模光信号，对所述目标光纤陀螺进行数据采集，得到多组陀螺输出数据；分别对多组所述陀螺输出数据进行数据误差分析，确定多个误差分析结果，通过所述多个误差分析结果进行陀螺精度分析，确定目标精度分析结果。本发明实施例中，服务器通过光子灯笼对输入的基模光进行多次模式转换及传输，在不增加光纤长度的同时，增加了传播光程，使得有效敏感面积增大，在光子灯笼应用时，其每一根输入光纤分别与一根单模光纤熔接，输出端的少模尾纤则与传输系统的少模光纤进行熔接，从而把每根单模光纤中传输的基模，转换为少模光纤中对应的各阶模式，以进一步提升对光纤陀螺进行精度分析时的准确率。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析方法，其特征在于，方法包括：

步骤S101：获取目标光纤陀螺中少模保偏光纤的配置信息，并对所述少模保偏光纤的配置信息进行解析，得到与所述少模保偏光纤对应的多个光传输模式；

步骤S102：对所述多个光传输模式进行信道匹配，确定多个光传输信道；

步骤S103：基于所述多个光传输信道从候选光子灯笼集合中进行灯笼匹配，得到多个待筛选光子灯笼；

步骤S104：通过多个所述待筛选光子灯笼分别对输入的第一基模光信号进行多次传输，得到与每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号，其中，每个所述待筛选光子灯笼的输入端的每一根输入光纤分别与所述目标光纤陀螺的每一根单模光纤熔接，每个所述待筛选光子灯笼的输出端的少模尾纤与所述少模保偏光纤熔接；

步骤S105：基于与每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号以及所述第一基模光信号，对所述目标光纤陀螺进行数据采集，得到多组陀螺输出数据；

步骤S106：分别对多组所述陀螺输出数据进行数据误差分析，确定多个误差分析结果，通过所述多个误差分析结果进行陀螺精度分析，确定目标精度分析结果。

2.根据权利要求1所述的基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析方法，其特征在于，所述步骤S101，包括：

获取所述目标光纤陀螺中所述少模保偏光纤的配置信息；

对所述少模保偏光纤的配置信息进行字段分析，得到对应的多个关键词字段；

通过所述多个关键词字段进行传输模式匹配，得到与所述少模保偏光纤对应的多个光传输模式。

3.根据权利要求1所述的基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析方法，其特征在于，所述步骤S102，包括：

对所述多个光传输模式进行传输类型分析，确定与每一所述光传输模式对应的传输类型；

通过与每一所述光传输模式对应的传输类型对所述多个光传输模式进行信道匹配，确定多个光传输信道。

4.根据权利要求1所述的基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析方法，其特征在于，所述步骤S103，包括：

对所述候选光子灯笼集合中每一候选光子灯笼进行信息遍历处理，得到每一候选光子灯笼对应的传输信道数量；

对所述多个光传输信道进行信道数量分析，确定目标信道数量；

对所述目标信道数量进行数量区间划分，得到信道数量区间；

通过所述信道数量区间以及每一候选光子灯笼对应的传输信道数量，对所述候选光子灯笼集合进行灯笼匹配，得到多个待筛选光子灯笼。

5.根据权利要求1所述的基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析方法，其特征在于，所述步骤S104，包括：

对每个所述待筛选光子灯笼进行信道遍历，确定每个所述待筛选光子灯笼对应的多个待传输光传输信道；

对每个所述待筛选光子灯笼对应的多个待传输光传输信道进行传输顺序分析，确定每个所述待筛选光子灯笼对应的信道传输顺序；

基于每个所述待筛选光子灯笼对应的信道传输顺序，分别对所述第一基模光信号进行多次传输，得到每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号。

6.根据权利要求1所述的基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析方法，其特征在于，所述步骤S105，包括：

基于与每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号以及所述第一基模光信号，确定每个所述待筛选光子灯笼对应的基模光信号集合；

基于每个所述待筛选光子灯笼对应的基模光信号集合，对所述目标光纤陀螺进行数据采集，得到多组陀螺输出数据。

7.根据权利要求1所述的基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析方法，其特征在于，所述步骤S106，包括：

分别对多组所述陀螺输出数据进行数据误差分析，确定与每组所述陀螺输出数据对应的误差分析结果；

对每组所述陀螺输出数据对应的误差分析结果进行误差数值排序，确定目标排序结果；

通过所述目标排序结果进行陀螺精度分析，确定目标精度分析结果。

8.根据权利要求7所述的基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析方法，其特征在于，在所述通过所述目标排序结果进行陀螺精度分析，确定目标精度分析结果步骤之后，还包括：

通过所述目标排序结果对多个待筛选光子灯笼进行筛选，得到至少一个筛选后的目标光子灯笼；

基于所述目标精度分析结果，对至少一个所述筛选后的目标光子灯笼进行配置信息采集，确定目标光子灯笼配置信息，并将所述目标光子灯笼配置信息传输至预置的数据库。

9.一种基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析系统，用以执行如权利要求1至8任一项所述的基于光子灯笼的光纤陀螺精度分析方法，其特征在于，包括：

信息获取模块，用于获取目标光纤陀螺中少模保偏光纤的配置信息，并对所述少模保偏光纤的配置信息进行解析，得到与所述少模保偏光纤对应的多个光传输模式；

信道确定模块，用于对所述多个光传输模式进行信道匹配，确定多个光传输信道；

灯笼匹配模块，用于基于所述多个光传输信道从候选光子灯笼集合中进行灯笼匹配，得到多个待筛选光子灯笼；

信号传输模块，用于通过多个所述待筛选光子灯笼分别对输入的第一基模光信号进行多次传输，得到与每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号，其中，每个所述待筛选光子灯笼的输入端的每一根输入光纤分别与所述目标光纤陀螺的每一根单模光纤熔接，每个所述待筛选光子灯笼的输出端的少模尾纤与所述少模保偏光纤熔接；

数据采集模块，用于基于与每个所述待筛选光子灯笼对应的第二基模光信号以及所述第一基模光信号，对所述目标光纤陀螺进行数据采集，得到多组陀螺输出数据；

精度分析模块，用于分别对多组所述陀螺输出数据进行数据误差分析，确定多个误差分析结果，通过所述多个误差分析结果进行陀螺精度分析，确定目标精度分析结果。

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