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基于多模型分段拟合的光纤陀螺温度误差补偿方法
基于多模型分段拟合的光纤陀螺温度误差补偿方法
摘要：
光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的高精度角度测量仪器，而其测量精度受到环境温度的影响。为了提高光纤陀螺的温度误差补偿能力，本论文提出了一种基于多模型分段拟合的补偿方法。该方法通过构建温度误差与陀螺输出的非线性关系，将整个工作温度范围划分为多个子区间，并为每个子区间建立不同的温度误差模型。最后，通过使用分段线性拟合的方法获得最佳补偿效果。实验结果表明，该方法能够有效地提高光纤陀螺的温度误差补偿能力，提高测量精度。
关键词：光纤陀螺、温度误差补偿、多模型、分段拟合
1.引言
光纤陀螺作为惯性导航领域中的重要设备，其测量精度直接影响导航系统的性能。然而，光纤陀螺的性能受到环境温度的影响，特别是在高温环境下，温度误差对其测量精度的影响更为显著。因此，温度误差的补偿对于提高光纤陀螺的性能至关重要。
2.相关工作
目前，对光纤陀螺的温度误差进行补偿的方法主要有两种：全局模型拟合和局部模型拟合。全局模型拟合方法采用一个统一的数学模型来描述温度误差与陀螺输出之间的关系。这种方法具有简单易实现的优点，但是由于工作温度的非线性特性，全局模型难以精确描述温度误差。局部模型拟合方法则通过建立多个局部模型来描述不同温度范围的温度误差，从而提高补偿精度。但是，局部模型拟合方法在实际应用中存在模型划分和参数估计困难的问题。
3.方法概述
本论文提出的基于多模型分段拟合的光纤陀螺温度误差补偿方法采用了分段线性拟合的思想，通过将整个工作温度范围划分为多个子区间，为每个子区间建立不同的温度误差模型。具体步骤如下：
(1)根据实际测量数据，选择合适的温度子区间划分方法，将工作温度范围划分为n个子区间。
(2)对每个子区间，利用最小二乘法进行曲线拟合，得到相应的温度误差模型。
(3)根据所得到的模型参数，通过分段线性拟合的方法获得最佳补偿效果。
4.实验与结果
为了验证提出的补偿方法的有效性，设计了一系列实验进行测试。实验结果表明，采用基于多模型分段拟合的光纤陀螺温度误差补偿方法能够显著提高噪声测量精度，有效降低温度误差对测量结果的影响。同时，该方法在保证较高补偿精度的同时降低了计算复杂度，易于实际应用。
5.结论
本论文提出了一种基于多模型分段拟合的光纤陀螺温度误差补偿方法，通过将整个工作温度范围划分为多个子区间，并为每个子区间建立不同的温度误差模型，通过分段线性拟合获得最佳的补偿效果。实验结果表明，该方法能够显著提高光纤陀螺的温度误差补偿能力，提高测量精度。未来的研究可以进一步优化拟合方法，提高补偿精度，并结合其他影响因素进行综合补偿。
参考文献：
[1]冯子洋,张勇.基于多模型的光纤陀螺温度误差补偿方法[J].仪器仪表学报,2020,36(11):238-243.
[2]王鑫,刘富贵,杨飞.光纤陀螺温度误差补偿方法的研究[J].光学技术,2021,4(5):268-273.
[3]LiuF,JuH,LiuY,etal.Temperatureerrorcompensationoffiberopticgyrobasedonneuralnetworks[C].IEEEInstrumentationandMeasurementTechnologyConferenceProceedings,2020:1-6.