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基于旋转调制技术的高精度陀螺寻北仪

红外与激光工程 2015年第4期44卷 1323-1328页

作者：薛海建郭晓松周召发第二炮兵工程大学兵器发射理论与技术国家重点学科实验室陕西西安710025

陀螺动态寻北算法目前普遍采用动态测试结合数据拟合的方法,针对此方法处理动态测试数据存在去噪效果不强、数据存储运算量大的缺点,提出一种基于互相关函数消噪的快速动态寻北方案,推导了寻北原理公式。该方法先利用连续恒速的机械旋... 详细信息

陀螺动态寻北算法目前普遍采用动态测试结合数据拟合的方法,针对此方法处理动态测试数据存在去噪效果不强、数据存储运算量大的缺点,提出一种基于互相关函数消噪的快速动态寻北方案,推导了寻北原理公式。该方法先利用连续恒速的机械旋转将激光陀螺和加速度计的输出信号调制成一定频率的三角调幅波;然后,根据互相关函数同频相关,不同频不相关的性质,取两路相同频率的基准信号分别计算与陀螺和加速度计输出信号的互相关函数,以消除惯性器件漂移和噪声对寻北精度的影响。仿真结果表明,新算法可实现全姿态下的高精度陀螺寻北,30 s的方位角和姿态角误差小于0.01°。寻北实验结果表明,该算法对惯性器件测量过程中的各类噪声有很好的抑制作用,5 min寻北标准差达到32.7″,基本满足高精度寻北的需求。

关键词：寻北仪旋转调制激光陀螺互相关函数

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旋转调制式寻北仪滤波技术研究

北京理工大学学报 2005年第8期25卷 718-721页

作者：徐建华谢玲高亚楠陈家斌北京理工大学信息科学技术学院自动控制系北京100081

研究用机械旋转和数字滤波的方法提高寻北仪精度.利用连续恒速旋转方法对陀螺信号进行调制,用积分方法进行解调,以抑制陀螺常值漂移、漂移趋势项和刻度因数误差对寻北精度的影响,用设计的低通滤波器对含有随机漂移和系统干扰的陀螺信号... 详细信息

研究用机械旋转和数字滤波的方法提高寻北仪精度.利用连续恒速旋转方法对陀螺信号进行调制,用积分方法进行解调,以抑制陀螺常值漂移、漂移趋势项和刻度因数误差对寻北精度的影响,用设计的低通滤波器对含有随机漂移和系统干扰的陀螺信号进行滤波.实验结果表明这两种措施可有效提高寻北仪方位角估计精度.

关键词：寻北仪旋转调制低通滤波快速傅里叶变换

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速率偏频激光陀螺寻北仪标度因数的在线估计

光学精密工程 2011年第1期19卷 146-152页

作者：张岩吴文启吴美平国防科技大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073

为满足高精度寻北的工程需求,针对激光陀螺内部腔体温度变化和锁区不稳定性等因素会使速率偏频激光陀螺标度因数发生缓慢变化的问题,提出了在线估计标定因数的方法,并研究了速率偏频激光陀螺寻北仪及其标度因数测量误差。首先,通过标度... 详细信息

为满足高精度寻北的工程需求,针对激光陀螺内部腔体温度变化和锁区不稳定性等因素会使速率偏频激光陀螺标度因数发生缓慢变化的问题,提出了在线估计标定因数的方法,并研究了速率偏频激光陀螺寻北仪及其标度因数测量误差。首先,通过标度因数实验研究其变化规律;然后,仿真分析了激光陀螺标度因数测量误差对寻北精度的影响;最后,根据陀螺测量值周期重复变化规律,提出了一种在线一阶递推估计标度因数变化的算法,通过引入单轴转台的角度测量值,得到了标度因数的变化参数。仿真分析表明,该算法对速率偏频激光陀螺标度因数变化的估计误差优于1×10-6,由标度因数变化引起的寻北标准差减小至2″左右。寻北实验结果表明,该算法能够有效抑制标度因数变化引起的寻北误差,5 min寻北标准差达到24″,基本满足高精度寻北的需求。

关键词：速率偏频激光陀螺寻北仪标度因数递推算法在线估计

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光纤陀螺寻北仪连续旋转寻北方案及算法研究

仪器仪表学报 2014年第4期35卷 801-806页

作者：段苛苛李邓化北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京信息科技大学自动化学院北京100101

为了有效地抑制光纤陀螺的零偏和随机漂移,进一步提高光纤陀螺寻北系统的精度和性能,研究并实现了基于连续旋转寻北方案的光纤陀螺寻北系统。提出了2种计算光纤陀螺敏感轴初始位置与真北方向夹角的寻北算法,并分别进行了讨论和分析。采... 详细信息

为了有效地抑制光纤陀螺的零偏和随机漂移,进一步提高光纤陀螺寻北系统的精度和性能,研究并实现了基于连续旋转寻北方案的光纤陀螺寻北系统。提出了2种计算光纤陀螺敏感轴初始位置与真北方向夹角的寻北算法,并分别进行了讨论和分析。采用零偏稳定性为0.05°/h的闭环光纤陀螺进行寻北实验,在对采集到的光纤陀螺输出信号进行低通滤波处理后,分别使用2种算法解算寻北结果。实验结果表明,连续旋转方案的性能与旋转速率有关,提高转台的旋转速率虽然能有效地提高寻北速度,但同时会降低寻北精度;提出的2种算法都能有效实现快速、高精度地寻北;在不同初始位置上,当转台旋转速度为4°/s时,2种算法所需的寻北时间为90 s,算法1的寻北精度优于0.051°,算法2寻北精度优于0.046°。

关键词：光纤陀螺随机漂移寻北仪连续旋转相位差

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激光陀螺任意二位置寻北仪及误差分析

红外与激光工程 2015年第6期44卷 1784-1789页

作者：薛海建郭晓松周召发魏皖宁第二炮兵工程大学兵器发射理论与技术国家重点学科实验室陕西西安710025 陆军军官学院安徽合肥230031

介绍了一种激光陀螺任意二位置寻北仪,可在一定程度上节省整个寻北过程的时间,推导了全姿态下的寻北解算公式。为提高整个系统的寻北精度,从理论上分析了陀螺漂移误差、系统圆周误差和转位误差对任意二位置寻北的影响,建立了误差数学模... 详细信息

介绍了一种激光陀螺任意二位置寻北仪,可在一定程度上节省整个寻北过程的时间,推导了全姿态下的寻北解算公式。为提高整个系统的寻北精度,从理论上分析了陀螺漂移误差、系统圆周误差和转位误差对任意二位置寻北的影响,建立了误差数学模型,并提出了减小寻北误差的方法。仿真结果表明,水平状态下的转位误差引起的寻北误差是一个常量,大小为转位误差的一半;为保证足够高的寻北精度,要求寻北仪在使用过程中转角μ≥40°,纬度φ≤70°。寻北实验结果进一步验证了仿真结果的正确性,与理论分析结果相吻合。

关键词：激光陀螺寻北仪任意二位置误差分析

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捷联寻北仪方位角误差分析

兵工学报 2006年第2期27卷 284-287页

作者：徐建华刘星桥陈家斌北京理工大学信息科学技术学院北京100081

应用捷联惯导系统的基本理论研究了动力调谐陀螺寻北仪在有姿态时,由于坐标不一致性和纬度的计算误差引入的寻北误差,为全方位补偿和姿态补偿提供了理论探索。仿真和实际系统结果表明,由方位角引起的方位角误差与纬度及姿态有关。

关键词：自动控制技术寻北仪姿态矩阵计算地理坐标系动力调谐陀螺

速率偏频激光陀螺寻北仪中转台测角周期性误差的影响分析

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国防科技大学学报 2011年第1期33卷 105-108页

作者：张岩吴文启江明明国防科技大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073

连续旋转式寻北仪以其突出的性能成为当前寻北仪研究的热点,但关于转台误差对连续旋转寻北算法精度影响的分析很少。针对速率偏频激光陀螺寻北仪,研究了转台测角周期性误差对寻北结果的影响。理论分析表明,测角周期性误差的存在会导致... 详细信息

连续旋转式寻北仪以其突出的性能成为当前寻北仪研究的热点,但关于转台误差对连续旋转寻北算法精度影响的分析很少。针对速率偏频激光陀螺寻北仪,研究了转台测角周期性误差对寻北结果的影响。理论分析表明,测角周期性误差的存在会导致寻北结果偏离真实值,必须对其进行建模和补偿以提高寻北精度。对理论分析结果进行了仿真实验和样机寻北实验验证。

关键词：速率偏频激光陀螺寻北仪转台测角周期性误差

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一种实用旋转调制式陀螺寻北仪的设计

兵工学报 2010年第5期31卷 616-619页

作者：徐海刚郭宗本北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191

提出一种实用的旋转调制式陀螺寻北仪结构,由1个单轴光纤陀螺(FOG)、2个石英加速度计和旋转机构组成,完成寻北的同时还可以得到具有一定精度的纬度信息。推导了寻北原理公式。基于递推最小二乘法开发了实用的算法,以消除陀螺漂移和噪声... 详细信息

提出一种实用的旋转调制式陀螺寻北仪结构,由1个单轴光纤陀螺(FOG)、2个石英加速度计和旋转机构组成,完成寻北的同时还可以得到具有一定精度的纬度信息。推导了寻北原理公式。基于递推最小二乘法开发了实用的算法,以消除陀螺漂移和噪声对寻北精度的影响。进行了误差分析,指出影响寻北精度的重要因素是陀螺漂移的稳定性,对寻北精度进行了理论计算。研制原理样机进行了8位置寻北试验,结果表明:3min内方位角估计值进入0.1°误差带,重复性精度可达0.071°,纬度精度可达0.068°.

关键词：自动控制技术寻北仪旋转调制光纤陀螺加速度计递推最小二乘

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基于B-小波提高寻北仪抗基座扰动的能力

北京理工大学学报 2003年第1期23卷 50-53页

作者：梁俊宇陈家斌谢玲姜常川北京理工大学信息科学技术学院自动控制系北京100081

为消除静基座寻北时外部基座扰动对寻北仪精度的影响 ,提出采用波形反对称的三阶 B-小波对寻北仪原始输出信号进行滤波处理 .通过对多尺度下小波变换模极大值的分析 ,可以确定低频基座扰动在时域上的作用点 ,从而消除受污染数据对寻北... 详细信息

为消除静基座寻北时外部基座扰动对寻北仪精度的影响 ,提出采用波形反对称的三阶 B-小波对寻北仪原始输出信号进行滤波处理 .通过对多尺度下小波变换模极大值的分析 ,可以确定低频基座扰动在时域上的作用点 ,从而消除受污染数据对寻北精度的影响 .利用实测数据进行的仿真表明 ,该方法能有效地提高寻北仪抗基座扰动的能力 .

关键词： B-小波多尺度小波寻北仪基座扰动抗扰动能力小波变换信号处理