一种三轴光纤陀螺仪、光纤罗经及光纤罗经系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115824184A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211430134.8(22)申请日2022.11.15(71)申请人中船重工重庆长平机械有限责任公司地址404002重庆市万州区高峰镇雷家路1号1-6号厂房(72)发明人刘益铭罗先琼赖科澤雷小龙陈耀山熊道军廖天坤钱辉张俊华(74)专利代理机构重庆博凯知识产权代理有限公司50212专利代理师项晓丹(51)Int.Cl.G01C19/72(2006.01)G01C17/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图8页(54)发明名称一种三轴光纤陀螺仪、光纤罗经及光纤罗经系统(57)摘要本发明公开了一种三轴光纤陀螺仪、光纤罗经及光纤罗经系统，其中三轴光纤陀螺仪包括光源单元、陀螺信号处理单元、集成光学调制器单元、光纤环单元、探测器单元和耦合器单元。光纤罗经包括三轴光纤陀螺仪、三个微电机系统加速度计、三个微电机系统转换电路、数据处理电路、三个陀螺板、系统控制板和电源板。光纤罗经系统包括光纤罗经、操作单元、分配单元、信号分配器、航向分罗经、方位分罗经和舵角指示器。本发明利用光纤免维护特性，提高系统兼容性，降低产品成本，解决传统产品拆卸维护不便、结构外观厚重的问题，有利于开拓国内国际市场。CN115824184ACN115824184A权利要求书1/2页1.一种三轴光纤陀螺仪，其特征在于，包括光源单元、陀螺信号处理单元、集成光学调制器单元、光纤环单元、探测器单元和耦合器单元；所述光源单元包括光源和3×3耦合器，所述3×3耦合器用于将所述光源发出的信号均匀分成三束光并输入给所述集成光学相位调制器单元；所述集成光学相位调制器单元包括三个集成光学相位调制器，所述3×3耦合器将所述光源发出的信号均匀分成三束光并分别输入给三个所述集成光学相位调制器，所述集成光学相位调制器用于对光束进行分光、起偏和相位调制；所述光纤环单元包括三个光纤环，三个所述光纤环与三个所述集成光学相位调制器一一对应连接；所述耦合器单元包括三个2×2耦合器，三个所述2×2耦合器与三个所述集成光学相位调制器一一对应连接，以接收来自于所述集成光学相位调制器处理后的光束信号；所述探测器单元包括三个探测器，三个所述探测器与三个所述2×2耦合器一一对应连接，以接收来自于对应所述2×2耦合器的光束信号；所述陀螺信号处理单元包括三组陀螺信号处理组件，三组所述陀螺信号处理组件与三个所述探测器一一对应连接，以分别接收来自于对应所述探测器的光束信号；所述陀螺信号处理组件包括前放模块、A/D转换模块、FPPGA模块、D/A转换模块和驱动模块，输入到所述陀螺信号处理组件中的光束信号依次经过所述前放模块进行放大处理、A/D转换模块进行模数转换、FPGA模块进行数字信号调制解调处理、D/A转换模块进行数模转换后再经过所述驱动模块输出到对应的所述集成光学相位调制器处。2.一种光纤罗经，其特征在于，包括如权利要求1所述的三轴光纤陀螺仪、三个微电机系统加速度计、三个微电机系统转换电路、数据处理电路、三个陀螺板、系统控制板和电源板，三个微电机系统加速度计和三个微电机系统转换电路一一对应，所述三轴光纤陀螺仪的三轴相互正交，利用萨格纳克效应通过相向传播光束干涉相位的变化获取角速度信息，加速度信息的测量通过三个敏感轴相互正交的微电机系统加速度计采集得到。3.根据权利要求2所述的光纤罗经，其特征在于，所述光纤罗经上电初始化后，装订初始经纬度信息，进行惯导初始对准，并采用与卫星信号、计程仪的组合导航算法，初始对准后进入导航跟踪状态，并输出组合后的位置及姿态角信息。4.一种光纤罗经系统，其特征在于，包括如权利要求2所述的光纤罗经，还包括操作单元、分配单元、信号分配器、航向分罗经、方位分罗经和舵角指示器，所述分配单元与所述光纤罗经通信连接，以获得船舶位置、船舶速度并发送航向、纵摇、横摇信息；所述操作单元与所述分配单元通信连接，以显示船舶位置、航向、纵摇、横摇及各种报警信息，并装订船舶初始位置、速度信息；所述信号分配器与所述分配单元通信连接，且所述信号分配器还分别与所述航向分罗经和所述方位分罗经通信连接，以将所述分配单元接收到的船舶的航向信息和方位信息分别输送到所述航向分罗经和方位分罗经进行显示。5.根据权利要求4所述的光纤罗经系统，其特征在于，所述操作单元包括面板和壳体，所述面板和所述壳体之间形成封闭腔室，且所述面板和所述壳体之间通过螺柱进行连接，所述壳体的四周向外凸出形成连接部，所述面板与所述壳体通过所述连接部进行连接，在所述壳体上还分别设有接地柱和通信接口，在所述面板和所述壳体形成的封闭腔室内还设有操作控制板，在所述面板上还设有触摸屏和薄膜按键，所述面板采用亚克力材料制成。2CN