項(xiàng)目名稱(chēng)全光纖陀螺新型光路、零點(diǎn)漂移抑制及態(tài)范圍擴(kuò)展

1、項(xiàng)目名稱(chēng)：全光纖陀螺新型光路、零點(diǎn)漂移抑制及態(tài)范圍擴(kuò)展的應(yīng)用基礎(chǔ)研究候選單位（含排序）：北京大學(xué)，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)候選人（含排序）：王子宇，王心悅，楊川川，何昌洪，汪沁，談仲偉，謝君，周柱項(xiàng)目簡(jiǎn)介（與申報(bào)推薦書(shū)中“項(xiàng)目簡(jiǎn)介”一致）：光纖陀螺是1970年代問(wèn)世的新一代慣性傳感器，具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。長(zhǎng)期以來(lái)，由于光纖陀螺的戰(zhàn)略重要性和生產(chǎn)成本等原因，主要應(yīng)用于國(guó)防領(lǐng)域，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用明顯滯后。光纖陀螺現(xiàn)有二個(gè)傳統(tǒng)的光路技術(shù)方案，（1）光波導(dǎo)+光纖，（2）全光纖。全光纖陀螺具有可靠性高、成本低的特點(diǎn)，特別適合在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)領(lǐng)域中推廣應(yīng)用，但傳統(tǒng)全光纖陀螺的測(cè)量精度與動(dòng)態(tài)范圍相互制約，因而

2、測(cè)量精度偏低，限制了其推廣應(yīng)用。本項(xiàng)目針對(duì)全光纖陀螺存在的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)理論和機(jī)理性問(wèn)題的研究，提出了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，大幅度提高了全光纖陀螺的測(cè)量精度，同時(shí)進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本，為全光纖陀螺在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。主要科學(xué)發(fā)現(xiàn)和成果如下：（1）提出了一種新概念的光纖器件，即具有起偏振功能的熊貓光纖拉錐型耦合器，通過(guò)理論分析揭示了其工作原理和制備方法。該成果發(fā)表在 Scientific Reports、Applied Optics。依托新概念光纖器件，提出并實(shí)現(xiàn)了全光纖陀螺新型互易光路，使全光纖陀螺的光路得到進(jìn)一步簡(jiǎn)化。該成果可提高全光纖陀螺的測(cè)量精度、可靠性，并降低生產(chǎn)成本，獲

3、得美國(guó)、中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利權(quán)各1項(xiàng)，論文發(fā)表在Applied Optics。（2）提出并實(shí)現(xiàn)了PZT相位調(diào)制器的復(fù)合相位調(diào)制方案，成果獲得美國(guó)、中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利權(quán)各1項(xiàng)，論文發(fā)表在Optics Letters。通過(guò)對(duì)熊貓保偏光纖內(nèi)部應(yīng)力的理論分析，提出了制備此類(lèi)光纖器件過(guò)程中的偏振軸精確自對(duì)準(zhǔn)方法，該方法可大幅度改善此類(lèi)光纖器件的技術(shù)參數(shù)和成品率，并糾正了長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)于此類(lèi)器件工作軸的不恰當(dāng)選擇，論文發(fā)表在Optics Express。此成果使全光纖陀螺的零點(diǎn)漂移下降了2個(gè)數(shù)量級(jí)，測(cè)量精度進(jìn)入了高精度陀螺等級(jí)。（3）在全光纖陀螺電路中引入DSP系統(tǒng)，自主開(kāi)發(fā)新算法，使全光纖陀螺的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大了1-2個(gè)數(shù)量

4、級(jí)。該技術(shù)獲得1項(xiàng)美國(guó)發(fā)明專(zhuān)利權(quán)，2項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利權(quán)，在Optics Letters，Applied Optics，Optical Engineering發(fā)表論文共4篇。2012年以來(lái)，項(xiàng)目成果通過(guò)技術(shù)服務(wù)方式進(jìn)行了轉(zhuǎn)讓?zhuān)贤夹g(shù)服務(wù)費(fèi)共計(jì)469.7萬(wàn)元。目前，項(xiàng)目組已到賬309.7萬(wàn)元。依托本項(xiàng)目成果研制的全光纖陀螺產(chǎn)品已在國(guó)內(nèi)外銷(xiāo)售100余只，應(yīng)用于石油勘探和開(kāi)采、煤炭勘探和開(kāi)采、地質(zhì)勘探、高鐵軌道檢測(cè)、車(chē)輛自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域，其中36只陀螺出口歐洲、中東、南美洲國(guó)家。本成果獲得2014年日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明博覽會(huì)金獎(jiǎng)、中國(guó)發(fā)明協(xié)會(huì)第七屆國(guó)際發(fā)明展覽會(huì)金獎(jiǎng)。5.相關(guān)證明材料：（1）技術(shù)發(fā)明、技術(shù)開(kāi)發(fā)

5、、社會(huì)公益、重大工程、軟科學(xué)研究類(lèi)：申報(bào)推薦書(shū)中“五、主要證明目錄”所有內(nèi)容；（2）基礎(chǔ)研究類(lèi)：申報(bào)推薦書(shū)中“四、代表性論文、著作發(fā)表情況及第三方評(píng)價(jià)”內(nèi)容（不含4.4第三方評(píng)價(jià)主要內(nèi)容）、“五、其他證明目錄”內(nèi)容；代表性論文、著作發(fā)表情況1. Xinyue Wang, Freya Thomas and Ziyu Wang, "Semi-reciprocal polarization maintaining fibre coupler with distinctive transmission characteristics", Scientific Reports, sr

6、ep17268, Nov. 27, 2015. SCI-CX0NI, IF=5.2282. Xinyue Wang and Ziyu Wang, "A revised minimum reciprocity configuration and actualization methodology of all-fiber interferometric optic gyroscopes", Applied Optics, Vol.50, No.11, May 1, 2011. pp.1856-1860. SCI-756NH, IF=1.7483. Xinyue Wang, C

7、hanghong He and Ziyu Wang, "A method for suppressing the bias drift of interferometric all-fiber optic gyroscopes", Optics Letters, Vol.36, No.7, pp.1191-1193, April 1, 2011. SCI-746ML, IF=3.3994. Xinyue Wang and Ziyu Wang, "Self-aligning polarization strategy for making side polished

8、 polarization maintaining fiber devices", Optics Express, Vol.18, No.1, pp.49-55, Jan. 5, 2010. SCI-539JE, IF=3.7535. Qin Wang, Chuanchuan Yang, Xinyue Wang and Ziyu Wang, "All-digital signal-processing open-loop fiber-optic gyroscope with enlarged dynamic range", Optics Letters, Vol.

9、 38, No. 24, pp.5422-5425, Dec. 15, 2013. SCI-275UB, IF=3.1796. Changhong He, Chuanchuan Yang, Xinyue Wang, Ziyu Wang, "Enhanced multi-position method to suppress the north finding error caused by bias drift with fiber optic gyroscopes", Applied Optics, Vol.52, No.16 (06/01/2013). pp.5303-

10、5311. SCI-185ZV, IF=1.6497. Changhong He, Chuanchuan Yang and Ziyu Wang, "Fusion of finite impulse response filter and adaptive Kalman filter to suppress angle random walk of fiber optic gyroscopes", Optical Engineering, Vol.51, No.12, pp.124401, Dec.12, 2012. SCI-083KV, IF=0.8808. Xinyue

11、Wang, Chaojun Wu and Ziyu Wang, "In-Line Fiber-Optical Polarizer with High Extinction Ratios and Low Insertion Loss", Microwave and Optical Technology Letters, Vol.51, No.7, pp.1763-1765, July 1, 2009. SCI-443JE, IF=0.6829. Qin Wang, Jun Xie, Chuanchuan Yang, Changhong He, Xinyue Wang and

12、Ziyu Wang, " Step angles to reduce the north-finding error caused by rate random walk with fiber optic gyroscope", Applied Optics, Vol.54, No.30, Oct. 20 2015, pp.8944-8950. SCI-CUIVZ, IF=1.59810. Zhongwei Tan, Chuanchuan Yang, Yuliang Li, Yan Yan, Changhong He, Xinyue Wang and Z

13、iyu Wang, "A low-complexity sensor fusion algorithm based on a fiber-optic gyroscope aided camera pose estimation system", Science China Information Sciences, Vol. 59, No. 4, pp.042412:1042412:12, April 1, 2016. SCI-DL7ML, IF=0.885論文被他人引用情況其他第三方評(píng)價(jià)證明目錄序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)評(píng)價(jià)證明類(lèi)別第三方單位（人）評(píng)價(jià)時(shí)間評(píng)價(jià)結(jié)論（

14、意見(jiàn)）摘要1新一代全光纖陀螺儀基礎(chǔ)技術(shù)研究結(jié)題驗(yàn)收證明預(yù)研基金重點(diǎn)項(xiàng)目驗(yàn)收組2013-11-7全面完成協(xié)議研究?jī)?nèi)容；專(zhuān)家一致同意通過(guò)驗(yàn)收。驗(yàn)收等級(jí)“優(yōu)”。2新一代全光纖陀螺儀基礎(chǔ)技術(shù)研究測(cè)試報(bào)告航天科工集團(tuán)慣性技術(shù)和產(chǎn)品測(cè)評(píng)中心2013-8-10技術(shù)指標(biāo)符合任務(wù)書(shū)。3全光纖陀螺新型光路、零點(diǎn)漂移抑制及動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展的應(yīng)用基礎(chǔ)研究應(yīng)用證明無(wú)錫慧聯(lián)信息科技有限公司2017-3-13全光纖陀螺產(chǎn)品已投入應(yīng)用，國(guó)內(nèi)、外銷(xiāo)售100余只。授權(quán)專(zhuān)利目錄序號(hào)名稱(chēng)國(guó)別專(zhuān)利類(lèi)別授權(quán)號(hào)授權(quán)公告日權(quán)利人發(fā)明人1.All-Fiber Interferometric Fiber Optic Gyroscope Having

15、 A Minimum Reciprocal Configuration美國(guó)發(fā)明專(zhuān)利權(quán)US 8,913,24620141216北京大學(xué)王心悅王子宇2.一種最小互易結(jié)構(gòu)干涉型全光纖陀螺儀中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利權(quán)ZL201010232656.82012718北京大學(xué)王心悅王子宇3.All-Fiber Interferometric Fiber Optic Gyroscope For Inhibiting Zero Drift美國(guó)發(fā)明專(zhuān)利權(quán)US 8,422,0212013316北京大學(xué)王心悅何昌洪王子宇4.抑制零點(diǎn)漂移的干涉型全光纖陀螺儀中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利權(quán)ZL201010515966.02012926北京大學(xué)王心悅何昌洪王子宇5.Digital Signal Processing Method and Device of Fiber-Optic Gyroscope, and Fiber-Optic Gyroscope美國(guó)發(fā)明專(zhuān)利權(quán)US 8,922,77920141230北京大學(xué)楊川川汪沁王子宇6.一種光纖陀螺儀的薩格奈克相移跟蹤方法中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利權(quán)ZL201110061984.02012822北京大學(xué)楊川川王子宇7.一種光纖陀螺的數(shù)字信號(hào)處理方法、裝置及