CN117232553B - 一种激光陀螺的误差测量方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光陀螺的误差测量方法及设备，属于惯性导航领域。激光陀螺由环形激光器构成，主要是测量角速度。该方法在环形激光器的阴极设置第一温度传感器，在环形激光器的气体腔室设置第二温度传感器，在环形激光器外设置磁场发生器。将环形激光器放置在加热箱内，在气体腔室连接冷却管。加热箱加热环形激光器，冷却管冷却气体腔室，通过冷却管调节环形激光器的温度。多次测量后建立温差敏感函数，该测量结果模拟了阴极与气体腔室的工作环境，提高了准确性。本发明进一步通过光强信号间接测量微晶腔室与阴极的温差，准确反映谐振腔温差对角速度的影响，进一步提高精确度。

Description

一种激光陀螺的误差测量方法及设备

技术领域

本发明涉及惯性导航领域，尤其涉及一种激光陀螺的误差测量方法及设备。

背景技术

激光陀螺的主体结构为环形激光器，主要测量角速度。环形激光器的一般形式是一个光路为环形的氦氖激光器，工作时其内部运行着顺时针和逆时针光束两束激光。根据Sagnac原理，当载体绕环形激光器的敏感轴旋转时，环形激光器内部的顺逆两束光将产生相位差，根据相位差得出光程差和角速度。CN202310165559.9公开了一种环形激光器、环形激光器的扫频方法及角速度测量设备，通过改变安装孔位的组合方式，调节环形激光器的抖动频率，克服了当前环形激光器的抖频固定而不能自由组合的缺点。环形激光器对温度和磁场敏感，因磁场与温度的耦合作用，谐振腔内的激光出现频率偏移，导致环形激光器的光程差不准确，测量的角速度不准确。中国专利申请CN114566859A公开的环形激光器双纵模非对称稳频控制系统及方法，对激光器的光强调谐曲线线型进行稳态化处理，克服激光器长时间工作导致增益管发热的影响。但是激光器发热不可避免，而且在现实工作环境中完全屏蔽磁场也不现实。因此，有必要测量磁感应与温度对角速度的影响，以便根据影响数值进行补偿或校准。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种激光陀螺的误差测量方法及设备。该方法通过调节环形激光器的不同区域的温差，模拟阴极与气体腔室的工作环境，建立不同的敏感函数，提高误差补偿的准确性。进一步的，该方法通过光斑信号的光强差间接测量微晶腔室与合光棱镜的温差，准确反映谐振腔温差对角速度测量值的影响。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种激光陀螺的误差测量方法，包括以下步骤：

步骤1：在环形激光器的阴极设置第一温度传感器，在环形激光器的气体腔室设置第二温度传感器，在环形激光器外设置磁场发生器；

步骤2：将环形激光器放置在加热箱内，在气体腔室连接冷却管，通过加热箱加热环形激光器，并通过冷却管冷却气体腔室；

步骤3：保持环形激光器的阴极的第一温度T₁以及气体腔室的第二温度T₂相等，测量环形激光器的基础误差W₀；

步骤4：保持环形激光器的阴极的第一温度T₁，并通过冷却管调节气体腔室的第二温度T₂，构造阴极与气体腔室的温差环境，测量第一激光和第二激光的光强差I_△以及在该光强差的测量误差，获得温差敏感函数K_T=g(I_△)；

步骤5：施加X轴方向的第一磁场，保持环形激光器的阴极的第一温度T₁，调节气体腔室的第二温度T₂，测量环形激光器的耦合误差，获得第一磁感应强度下的第一磁敏感函数K_x=f_x(T₂)；

步骤6：施加Y轴方向的第二磁场，保持环形激光器的阴极的第一温度T₁，调节气体腔室的第二温度T₂，测量环形激光器的耦合误差，获得第二磁感应强度下的第二磁敏感函数K_y=f_y(T₂)；

步骤7：施加Z轴方向的第三磁场，保持环形激光器的阴极的第一温度T₁，调节气体腔室的第二温度T₂，测量环形激光器的耦合误差，获得第三磁感应强度下的第三磁敏感函数K_z=f_z(T₂)；

步骤8：构建误差补偿模型，补偿值W=W₀+f_x(T₂)×H_x+f_y(T₂)×H_y+f_z(T₂)×H_z-2g(I_△)，其中，H_x、H_y、H_z分别为第一磁感应强度、第二磁感应强度、第三磁感应强度；

步骤9：输入当前第二温度、三维磁场以及光强差，根据三维磁场获得当前第一磁感应强度、第二磁感应强度、第三磁感应强度，计算该环形激光器的误差补偿值。

在本发明中，在步骤3中，通过扫频获得环形激光器在第一温度T₁的谐振频率，在压电陶瓷施加谐振频率，根据第一激光和第二激光在该加谐振频率下的干涉波计算光程差。

在本发明中，在步骤4中，提取第一激光和第二激光在合光棱镜的光斑图像，分别计算第一光斑强度I₁和第二光斑强度I₂，光强差I_△=｜I₁-I₂｜。

在本发明中，在步骤4中，所述温差敏感函数K_T=a₁+a₂I_△，a₁、a₂均为温差敏感系数。

在本发明中，在步骤5中，所述第一磁敏感函数K_x=b₁+b₂T₂+b₃T₂ ²，b₁、b₂、b₃均为X轴方向的磁敏感系数。

一种根据所述激光陀螺的误差测量方法的误差测量设备，包括：

第一温度传感器，用于采集环形激光器的阴极的第一温度；

第二温度传感器，用于采集环形激光器的气体腔室的第二温度；

磁场发生器，用于施加第一磁场、第二磁场、第三磁场；

加热箱，用于加热环形激光器；

冷却管，用于冷却气体腔室；

光强采集器，用于测量第一激光和第二激光的光强差；

相位采集器，用于测量第一激光和第二激光的光程差；

数据分析单元，用于测量环形激光器的基础误差并拟合温差敏感函数、第一磁敏感函数、第二磁敏感函数以及第三磁敏感函数；

数据处理单元，用于根据当前第二温度、三维磁场以及光强差计算该环形激光器的误差补偿值。

在本发明中，所述环形激光器具有一用于充入氦氖混合气体的气体腔室，该气体腔室的一侧为微晶腔体，另一侧为合光棱镜，冷却管包括气体输入端、气体输出端、冷却液输入端以及冷却液输出端，冷却管与气体腔室连通。

在本发明中，该误差测量设备还包括屏蔽罩，所述磁场发生器位于屏蔽罩内。

实施本发明的这种激光陀螺的误差测量方法及设备，具有以下有益效果：通过调节环形激光器不同的区域的温度，模拟阴极与气体腔室的工作环境，建立温差敏感函数，提高准确性。通过光强信号间接测量微晶腔室与阴极的温差，准确反映谐振腔温差对角速度测量的影响，有利于温差数据的获取，提高精确度。将磁场误差和测量误差关联，避免误差重复计算，确定误差补偿模型，用于后续测量值的补偿。

附图说明

图1为环形激光器的原理图；

图2为本发明环形激光器的平面结构示意图；

图3为本发明激光陀螺的误差测量方法的流程图；

图4为本发明激光陀螺的误差测量方法的实验示意图；

图5为本发明的合光棱镜的光斑图像示意图；

图6为本发明的基于小波阈值对光斑信号降噪方法的流程图；

图7为本发明的误差测量设备的框图；

图8为本发明的误差测量设备的平面结构示意图。

具体实施方式

为更清楚地理解本申请的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例，对本申请进行了描述和说明。

激光陀螺的主体结构为环形激光器，如图1、图2所示的环形激光器。阴极与阳极通电产生压差，阴极向阳极发射电子，电子在激光振荡器激发产生第一激光和第二激光，第一激光经平面镜和球面镜到达合光棱镜，第二激光经平面镜到达合光棱镜。压电陶瓷受激发带动振动轴振动，避免激光闭锁。因外部角速度的作用，第一激光和第二激光到达合光棱镜的相位不同，通过光斑图像的干涉条纹可以确定光程差，根据光程差得出角速度。

环形激光器工作中不可避免的发热，且靠近阴极和阳极位置的发热明显大于增益管和气体管，使得环形激光器内部应力不同。如图2所示，第一激光和第二激光现穿过微晶腔体再穿过合光棱镜，微晶腔体采用微晶玻璃制成，合光棱镜采用石英石制成。两种材料在温差作用下测量出的光程差与实际光程差不同，从而产生角速度的测量误差。进一步的，受地磁场以及附近其他电器元件的影响，第一激光和第二激光产生频率偏移，也会造成角速度的测量误差。本发明调节阴极与气体腔室的温差，同时根据需要施加磁场，以便准确反映环形激光器的工作环境，从而获得准确的角速度的误差补偿。

实施例一

如图3至图5所示本发明的一种激光陀螺的误差测量方法，包括以下步骤。

步骤1：在环形激光器的阴极设置第一温度传感器，在环形激光器的气体腔室设置第二温度传感器，在环形激光器外设置磁场发生器。环形激光器的内部密封，第一温度传感器与第二温度传感器均位于环形激光器的外侧壁。本实施例的磁场发生器为平板磁场发生器，内置亥姆霍兹线圈，用于产生预定强度的磁感应强度。

步骤2：将环形激光器放置在加热箱内，在气体腔室连接冷却管，通过加热箱加热环形激光器，并通过冷却管冷却气体腔室。如图4所示，在冷却管中注入方向与氦氖气体流向相反的冷却液能更快速地给气体管降温，从而使得阴极与气体腔室产生预定的温差，构造实际工作环境。

步骤3：保持环形激光器的阴极的第一温度T₁以及气体腔室的第二温度T₂相等，测量环形激光器的基础误差W₀。第一激光和第二激光到达合光棱镜后部分重叠，生成光斑图像。如图5，光斑图像由第一光斑和第二光斑组成，第一光斑和第二光斑相交的部分为干涉区，干涉区为条纹波，根据条纹波的数量可以预测相位差和光程差，根据相位差和光程差得出角速度。在温差环境下，光程差的测量结果包含温差引起的误差，最终测量得到的角速度与外部施加的角速度不同。在本步骤中，因第一温度与第二温度相等，且无外加磁场，此时得到的误差为基础误差W₀。

进一步的，本实施例在环形激光器增加压电陶瓷，压电陶瓷带动环形激光器振动，避免锁闭效应。优选的，压电陶瓷的振动频率与环形激光器的自然频率相同。本实施例首先建立宽频区间，逐一扫描宽频区间的频率，检测环形激光器的受迫振动情况，环形激光器产生谐振时的频率即为环形激光器在第一温度T₁的谐振频率。然后在压电陶瓷施加谐振频率，构造该第一温度下的振动环境。

步骤4：保持环形激光器的阴极的第一温度T₁，并通过冷却管调节气体腔室的第二温度T₂，构造阴极与气体腔室的温差环境，测量第一激光和第二激光的光强差I_△以及在该光强差的测量误差，获得温差敏感函数K_T=g(I_△)。

本实施例通过冷却管构造温差环境，由于温度传感器无法安装在环形激光器内，导致无法直接获得合光棱镜和微晶腔体的温度差引起的角速度的误差。本发明通过光强差间接反映此种误差。因合光棱镜和微晶腔体的温度不同，第一激光器和第二激光器发出的第一光斑和第二光斑的强度产生差异，光强差与温差成正比。根据光强差与温差的线性关系，温差敏感函数可以间接反映温差与测量误差的关系。本实施例提取第一激光和第二激光在合光棱镜的光斑图像，分别计算非干涉区的第一光斑强度I₁和第二光斑强度I₂，光强差I_△=｜I₁-I₂｜。通过多个光强差与对应的光程差的测量误差，可以绘制温差敏感函数曲线，即测量误差对温度的敏感情况。温差敏感函数K_T=a₁+a₂I_△，a₁、a₂均为温差敏感系数。

步骤5：施加X轴方向的第一磁场，保持环形激光器的阴极的第一温度T₁，调整气体腔室的第二温度T₂，测量环形激光器的耦合误差，获得第一磁感应强度下的第一磁敏感函数K_x=f_x(T₂)。第一磁敏感函数反映了环形激光器在第二温度和X轴方向的第一磁场下的耦合误差与第二温度的非线性关系。通过相位采集器获得第一激光和第二激光的光斑信号的相位并通过数据分析单元和数据处理单元得出耦合误差，根据最小二乘法将第二温度与耦合误差拟合二次函数得出第一磁敏感函数。所述第一磁敏感函数K_x=b₁+b₂T₂+b₃T₂ ²，b₁、b₂、b₃均为磁敏感系数。

步骤6：施加Y轴方向的第二磁场，保持环形激光器的阴极的第一温度T₁，调整气体腔室的第二温度T₂，测量环形激光器的耦合误差，获得第二磁感应强度下的第二磁敏感函数K_y=f_y(T₂)。第二磁敏感函数反映了环形激光器在第二温度和Y轴方向的第二磁场下的耦合误差与第二温度的非线性关系。通过相位采集器获得第一激光和第二激光的光斑信号的相位并通过数据分析单元和数据处理单元得出耦合误差，根据最小二乘法将第二温度与耦合误差拟合二次函数得出第二磁敏感函数。所述第二磁敏感函数是二次函数，其磁敏感系数与第一磁敏感的磁敏感系数不同。

步骤7：施加Z轴方向的第三磁场，保持环形激光器的阴极的第一温度T₁，调整气体腔室的第二温度T₂，测量环形激光器的耦合误差，获得第三磁感应强度下的第三磁敏感函数K_z=f_z(T₂)。第三磁敏感函数反映了环形激光器在第二温度和Z轴方向的第三磁场下的耦合误差与第二温度的非线性关系。通过相位采集器获得第一激光和第二激光的光斑信号的相位并通过数据分析单元和数据处理单元得出耦合误差，根据最小二乘法将第二温度与耦合误差拟合二次函数得出第三磁敏感函数。所述第三磁敏感函数是二次函数，其磁敏感系数与第一磁敏感的磁敏感系数不同。

步骤8：构建误差补偿模型，补偿值W=W₀+f_x(T₂)×H_x+f_y(T₂)×H_y+f_z(T₂)×H_z-2g(I_△)，其中，H_x、H_y、H_z分别为第一磁感应强度、第二磁感应强度、第三磁感应强度。基础误差W₀反映了环形激光器的膨胀误差，主要是由于在一定的温度下配件的膨胀系数不同而产生的误差。第一磁敏感函数、第二磁敏感函数、第三磁敏感函数为耦合误差，包含了温差与磁场耦合后产生的误差，所以补偿公式中减去两倍温差敏感函数。

步骤9：输入当前第二温度、三维磁场以及光强差，根据三维磁场获得当前第一磁感应强度、第二磁感应强度、第三磁感应强度，计算该环形激光器的误差补偿值。三维磁场是指第一磁场、第二磁场、第三磁场。将所述第二温度T₂，第一磁感应强度H_x、第二磁感应强度H_y、第三磁感应强度H_z，基础误差W₀，光强差I_△，代入误差补偿模型中，得出补偿值W。

实施例二

本实施例进一步公开了步骤5中第一磁敏感函数的生成方法。需要说明的是，该生成方法对第二磁敏感系数与第三磁敏感系数同样适用。

磁场发生器为平板磁场发生器，内置亥姆霍兹线圈，用于产生预定强度的磁感应强度。将环形激光器放置加热箱中，将加热箱放在磁场发生器内，磁场发生器在屏蔽罩内。环形激光器的敏感轴与Z轴平行。

通过加热箱对环形激光器进行通电预热，预热时间为10 分钟以上，控制阴极的第一温度T₁=20℃，并保持不变。

冷却管与环形激光器的气体腔室连通，通过冷却管调节气体腔室的第二温度T₂={T₂₁, ……,T_2i, ……,T_2n}，i=1, ……,n，具体可以调节T₂={-40,-30, ……,60}，则n=11，单位℃，变化梯度为10℃。对磁场发生器通电，在X轴方向上产生均匀的磁场，调节电流使磁感应强度H_x={0.0,0.5,……,2.0}，单位为mT，变化梯度为0.5mT。第二温度与磁感应强度不同步调节。

每次第二温度与磁感应强度调节后，通过相位采集器采集光斑信号，采集时间为5分钟，并通过数据分析单元和数据处理单元得出X轴方向上的耦合误差K_x={K_x1,……, K_xi,……,K_xn}，i=1, ……,n。

将第二温度数据和耦合误差数据代入第一磁敏感函数K_x=b₁+b₂T₂+b₃T₂ ²中，根据最小二乘法拟合得出磁敏感系数：

，，

，/>，，

其中，为第二温度与X轴方向上的耦合误差乘积的平均值，/>为第二温度的平均值，/>为X轴方向上的耦合误差的平均值，/>为第二温度的立方的平均值，/>为第二温度的平方的平均值，/>为第二温度的平方与X轴方向上的耦合误差的乘积的平均值，/>为第二温度的四次方的平均值。

对磁场发生器通电，设置亥姆霍兹线圈的电流，分别对环形激光器施加 Y 方向和Z 方向的磁场，重复上述步骤后关闭亥姆霍兹线圈。第二磁敏感函数、第三磁敏感函数方法获取与第一磁敏感函数获取方法相同。通过相位采集器采集光斑信号，并通过数据分析单元和数据处理单元得出耦合误差。根据第二温度数据和耦合误差数据获得第二磁敏感函数、第三磁敏感函数。

实施例三

光斑图像的精度影响光强差和相位的测量。如图6，本实施例进一步公开了基于小波阈值去噪方法，该方法结合小波阈值去噪和Elman神经网络算法，可以提高光斑信号的精度。

首先对原始光斑信号进行小波分解，小波分解可将原始光斑信号分解成高频和低频信号。根据原始光信号的特点选择小波基，且由于symN小波的近似对称性优于dbN小波，所以本实施例选择symN小波，经过多次实验仿真确定小波基为sym3，分解层数为 2层。

接着对变换后的小波系数进行处理。本实施例选取一种指数阈值函数对高频分量进行降噪，同时采用Rigrsure准则来确定阈值的大小。指数阈值降噪函数：

，

其中，G(r)为降噪后的小波系数，r为原始光信号的小波系数，λ为Rigrsure准则来确定阈值的大小，M为一个随机数。根据原始光信号的噪声分布以及去噪效果，M取0.3，从而使指数阈值函数是一条连续的曲线，使得阈值效果优于软硬阈值函数。

然后对阈值去噪后的数据进行重构，得到降噪后的光斑信号。

最后利用阈值去噪后的光斑信号训练 Elman神经网络模型，并用训练后神经网络模型对环形激光器的随机误差进行二次去噪。Elman神经网络是递归神经网络，相对于BP神经网络结构多了一层承接层作为反馈层，相对于传统的神经网络，Elman神经网络对数据的预测更加准确。

实施例四

参照图7和图8，本实施例公开了根据所述激光陀螺的误差测量方法的误差测量设备，包括：第一温度传感器、第二温度传感器、磁场发生器、加热箱、冷却管、光强采集器、相位采集器、数据分析单元、数据处理单元以及控制器和存储器。第一温度传感器用于采集环形激光器的阴极的第一温度。第二温度传感器用于采集环形激光器的气体腔室的第二温度。磁场发生器用于施加第一磁场、第二磁场、第三磁场。加热箱用于加热环形激光器。冷却管用于冷却气体腔室。光强采集器用于测量第一激光和第二激光的光强差。相位采集器用于测量第一激光和第二激光的光程差。数据分析单元用于测量环形激光器的基础误差并拟合温差敏感函数、第一磁敏感函数、第二磁敏感函数以及第三磁敏感函数。数据处理单元用于根据当前第二温度、三维磁场以及光强差计算该环形激光器的误差补偿值。控制器控制磁场发生器和冷却管的工作时间，存储器向数据处理单元提供当前的第二温度、三维磁场以及光强差。在另一实施例中，当前第二温度、三维磁场以及光强差由操作者直接输入。

在图8中，电压输入端提供扫频电压，提供谐振工作状态。阴极输入端向两侧的阳极输入端提供电子，电子产生第一激光和第二激光，第一激光和的第二激光在合光棱镜汇合，从光电输出端输出第一光斑和第二光斑。X轴电压输入端、Y轴电压输入端以及Z轴电压输入端分别提供不同方向的磁场。第一温度输出端测量第一温度，第二温度输出端测量第二温度。所述环形激光器具有一用于充入氦氖混合气体的气体腔室，该气体腔室的一侧为微晶腔体，另一侧为合光棱镜。在环形激光器的正常工作中，气体腔室的温度低于阴极。本发明通过冷却管给气体腔室降温。冷却管包括气体输入端、气体输出端、冷却液输入端以及冷却液输出端。冷却管与气体腔室连通，氦氖气体从气体输入端进入，被冷却液降温，经气体腔室热交换后再从气体输出端输出。进一步的，该误差测量设备还包括屏蔽罩，磁场发生器位于屏蔽罩内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种激光陀螺的误差测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在环形激光器的阴极设置第一温度传感器，在环形激光器的气体腔室设置第二温度传感器，在环形激光器外设置磁场发生器；

步骤2：将环形激光器放置在加热箱内，在气体腔室连接冷却管，通过加热箱加热环形激光器，并通过冷却管冷却气体腔室；

步骤3：保持环形激光器的阴极的第一温度T₁以及气体腔室的第二温度T₂相等，测量环形激光器的基础误差W₀；

步骤4：保持环形激光器的阴极的第一温度T₁，并通过冷却管调节气体腔室的第二温度T₂，构造阴极与气体腔室的温差环境，测量第一激光和第二激光的光强差I_△以及在该光强差的测量误差，获得温差敏感函数K_T=g(I_△)，其中，提取第一激光和第二激光在合光棱镜的光斑图像，分别计算第一光斑强度I₁和第二光斑强度I₂，光强差I_△=｜I₁-I₂｜，所述温差敏感函数K_T=a₁+a₂I_△，a₁、a₂均为温差敏感系数；

步骤5：施加X轴方向的第一磁场，保持环形激光器的阴极的第一温度T₁，调整气体腔室的第二温度T₂，测量环形激光器的耦合误差，获得第一磁感应强度下的第一磁敏感函数K_x=f_x(T₂)，其中，通过相位采集器获得第一激光和第二激光的光斑信号的相位并通过数据分析单元和数据处理单元得出耦合误差，根据最小二乘法将第二温度与耦合误差拟合二次函数得出第一磁敏感函数；

步骤6：施加Y轴方向的第二磁场，保持环形激光器的阴极的第一温度T₁，调整气体腔室的第二温度T₂，测量环形激光器的耦合误差，获得第二磁感应强度下的第二磁敏感函数K_y=f_y(T₂)，其中，通过相位采集器获得第一激光和第二激光的光斑信号的相位并通过数据分析单元和数据处理单元得出耦合误差，根据最小二乘法将第二温度与耦合误差拟合二次函数得出第二磁敏感函数；

步骤7：施加Z轴方向的第三磁场，保持环形激光器的阴极的第一温度T₁，调整气体腔室的第二温度T₂，测量环形激光器的耦合误差，获得第三磁感应强度下的第三磁敏感函数K_z=f_z(T₂)，其中，通过相位采集器获得第一激光和第二激光的光斑信号的相位并通过数据分析单元和数据处理单元得出耦合误差，根据最小二乘法将第二温度与耦合误差拟合二次函数得出第三磁敏感函数；

步骤8：构建误差补偿模型，补偿值W=W₀+f_x(T₂)×H_x+f_y(T₂)×H_y+f_z(T₂)×H_z-2g(I_△)，其中，H_x、H_y、H_z分别为第一磁感应强度、第二磁感应强度、第三磁感应强度；

步骤9：输入当前第二温度、三维磁场以及光强差，根据三维磁场获得当前第一磁感应强度、第二磁感应强度、第三磁感应强度，计算该环形激光器的误差补偿值。

2.根据权利要求1所述的激光陀螺的误差测量方法，其特征在于，在步骤3中，扫描获得环形激光器在第一温度T₁的谐振频率，在压电陶瓷施加谐振频率。

3.根据权利要求1所述的激光陀螺的误差测量方法，其特征在于，在步骤5中，所述第一磁敏感函数K_x=b₁+b₂T₂+b₃T₂ ²，b₁、b₂、b₃均为磁敏感系数。

4.一种根据权利要求1所述的激光陀螺的误差测量方法的误差测量设备，其特征在于，包括：

第一温度传感器，用于采集环形激光器的阴极的第一温度；

第二温度传感器，用于采集环形激光器的气体腔室的第二温度；

磁场发生器，用于施加第一磁场、第二磁场、第三磁场；

加热箱，用于加热环形激光器；

冷却管，用于冷却气体腔室；

光强采集单元，用于测量第一激光和第二激光的光强差；

相位采集单元，用于测量第一激光和第二激光的相位差；

数据分析单元，用于测量环形激光器的基础误差并拟合温差敏感函数、第一磁敏感函数、第二磁敏感函数以及第三磁敏感函数；

数据处理单元，用于根据当前第二温度、三维磁场以及光强差计算该环形激光器的误差补偿值。

5.根据权利要求4所述的误差测量设备，其特征在于，所述环形激光器具有一用于充入氦氖混合气体的气体腔室，该气体腔室的一侧为微晶腔体，另一侧为合光棱镜，冷却管包括气体输入、气体输出、冷却液输入以及冷却液输出，冷却管与气体腔室连通。

6.根据权利要求4所述的误差测量设备，其特征在于，该误差测量设备还包括屏蔽罩，所述磁场发生器位于屏蔽罩内。