零点渐变算法的基本思路是：用多次平均法代替一次平均法求取零点。首先在陀螺仪静止不动(角速度为零)时，采集八个数据（实际零点）作为样本，这些样本叫做零点样本，求它们的均值，并称该值为基准零点，第一个基准零点叫初始基准零点，然后每采集八个零点样本求得一个新的基准零点。当陀螺仪运动（角速度不为零）时，零点样本由上次所求的基准零点代替，这样不管陀螺仪状态如何，每采集八个数据都可获得八个零点样本，既获得一个基准零点，由于实际零点与基准零点随时间几乎同时变化，所以它们之差不会随时间变化而变得很大，这样零点之差求和（既积分）产生的漂移将大大减少，零点漂移积分效果见图2系列3曲线。由上所述，求取零点样本为关键所在，下面是判断零点（陀螺仪角速度为零）依据。
由于陀螺仪VG951最小可分辨的角速度为0.002º/s，其比例因子为37mv/(º/s),换算成电压为37*0.002=74µV，用十六进制数据表示为74/(3*1000000)/*224=19D，AD采集的数据用3字节数据表示：XX XX XX，显然陀螺仪信号只能精确到16位。所以信号采集的精度在16位以上就可以。如果采集的信号与（初始）基准零点相减，其差值在100以下，可以认为这时陀螺仪角速度为零，信号可作为零点样本。若差值大于100则认为是非零信号（陀螺
仪角速度不为零），该点零点样本由上次所求的（初始）基准零点代替。
图2 陀螺仪静止不动时零点积分漂移曲线
5．实验效果
轨道方向（陀螺仪转过的角度）是通过实际采集的信号与上次所求的（初始）基准零点之差求和实现。实验输出曲线见图 3其中横坐标为秒，纵坐标为角度量（未标定位为实际角度），由图3可知在1小时内角度漂移没超过400000，化为实际角度为：400000/16/224*3/0.037=0.06º，漂移非常小。突变曲线是陀螺仪缓慢运动时输出的，反应非常灵敏。
图3 陀螺仪输出轨向图
6．结束语
本文作者创新点：该系统采用精密的光纤陀螺仪作为小型轨检车测量方向不平顺的传感器，这是一种新的尝试,并在实践中逐步形成了零点渐变算法,此算法是系统成败的关键。带有数字滤波功能的24位A/D AD7714的应用提高了抗干扰能力及测量精度，零点渐变算法、积分功能使得所求角度漂移小精度高，而P89V51RD2提供了更大的数据存储空间，其ISP/IAP功能利于对系统程序的修改或升级。
参考文献：
[1]马小建, 朱洪涛等 .影响轨向不平顺的几个因数[J].南昌大学学报,2005,1:12-16.
[2]杜鹤亭，长波长轨道不平顺检测中的数字滤波方法[J].中国铁道科学,2000,4:58-64.
[3]朱洪涛， 魏晖等.弦测法检测轨向不平顺的研究[J].铁道建筑,2005,10:63-64 .
[4] 周海波等.光纤陀螺仪的发展现状[J].传感器技术, 2005,6:1-3.
[5]Shanghai Lamshine Co.LTD.VG951 [EB/OL] .
http://www.51sensor.com/english/gyros/VG951.p df
[6]高晋占.微弱信号检测[M].清华大学出版社,2004,11:53-58.
[7]金旭东，于向军，吕震.中Σ-Δ数摸转换在风粉测量中的应用[J].微计算机信息（测控仪表自动化）,2003,9:77-78.
[8]周立功单片机PHILIPS 80C51系列单片机应用设计[EB/OL].