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旋转加速度计重力梯度仪前放电路的分析与设计

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中国惯性技术学报 2014年第3期12卷 400-403页

作者：丁昊蔡体菁东南大学仪器科学与工程学院南京210096

根据旋转加速度计重力梯度仪的测量原理，其前放电路可以分为电流放大、求和运算、求差运算和带通滤波四个功能部分。首先推导了将电路输出噪声折算到重力梯度仪输入端的计算方法；其次分析了前放电路是电路噪声的主要来源，并以低噪声... 详细信息

根据旋转加速度计重力梯度仪的测量原理，其前放电路可以分为电流放大、求和运算、求差运算和带通滤波四个功能部分。首先推导了将电路输出噪声折算到重力梯度仪输入端的计算方法；其次分析了前放电路是电路噪声的主要来源，并以低噪声为前放电路的首要设计目标，研究了前放电路增益和运放的噪声指标之间的关系，比较了10-8~10-11g各个精度级别的加速度计对电路增益和运放噪声指标的最低需求。最后通过对研制的前放电路的试验测量证明了分析的合理性。

关键词：重力梯度仪旋转加速度计噪声分析运算放大器电路设计

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旋转加速度计重力梯度仪标定方法

中国惯性技术学报 2016年第4期24卷 427-430,436页

作者：钱学武蔡体菁东南大学仪器科学与工程学院南京210096

提出一种旋转加速度计重力梯度仪标定方法,在重力梯度仪外侧空间确定的四个位置上依次放置一定质量的检测质量体,根据检测质量体在正交位置上引起的重力梯度大小相等,符号相反的关系确定出重力梯度标度系数,采用旋转重力梯度仪本体方式... 详细信息

提出一种旋转加速度计重力梯度仪标定方法,在重力梯度仪外侧空间确定的四个位置上依次放置一定质量的检测质量体,根据检测质量体在正交位置上引起的重力梯度大小相等,符号相反的关系确定出重力梯度标度系数,采用旋转重力梯度仪本体方式确定出重力梯度零位。给出了重力梯度零位和标度系数计算表达式,在重力梯度半物理仿真系统上进行了仿真试验验证,仿真结果表明,标定后重力梯度测量误差小于1E。

关键词：重力梯度仪旋转加速度计检测质量体梯度标定

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旋转加速度计重力梯度仪数据处理方法

东南大学学报（自然科学版） 2016年第4期46卷 708-712页

作者：钱学武蔡体菁东南大学仪器科学与工程学院南京210096

为了有效去除旋转加速度计重力梯度仪输出信号中的各种干扰噪声,提出了一种提取重力梯度信号的有效方法.首先对重力梯度仪输出信号进行故障诊断,然后采用基于Chebyshev最佳一致逼近法设计的带通滤波器对故障诊断后的信号进行滤波,并对... 详细信息

为了有效去除旋转加速度计重力梯度仪输出信号中的各种干扰噪声,提出了一种提取重力梯度信号的有效方法.首先对重力梯度仪输出信号进行故障诊断,然后采用基于Chebyshev最佳一致逼近法设计的带通滤波器对故障诊断后的信号进行滤波,并对滤波后的重力梯度信号进行梯度解调,最后采用dmey小波基函数强制阈值方法对解调后的重力梯度信息做进一步去噪处理.在重力梯度半物理仿真平台上进行了仿真试验测试,结果表明,所提方法可以有效降低有用信号均方差,不会造成数据丢失和信号偏移,提高了重力梯度测量精度.

关键词：重力梯度仪旋转加速度计梯度解调带通滤波小波去噪

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旋转加速度计全张量重力梯度仿真

压电与声光 2023年第1期45卷 144-148页

作者：蔡体菁唐紫薇吴黎明刘莹东南大学仪器科学与工程学院江苏南京210096

为了给国内重力梯度仪的实物制造夯实理论基础,该文主要研究了伞型全张量旋转加速度计重力梯度仪信号模拟的产生。通过半物理仿真实验模拟了伞型重力梯度仪的测量过程,并对全张量重力梯度仿真系统进行性能测试。测试数据为MATLAB生成的... 详细信息

为了给国内重力梯度仪的实物制造夯实理论基础,该文主要研究了伞型全张量旋转加速度计重力梯度仪信号模拟的产生。通过半物理仿真实验模拟了伞型重力梯度仪的测量过程,并对全张量重力梯度仿真系统进行性能测试。测试数据为MATLAB生成的理想状态下的伞型重力梯度仪三圆盘加速度计数据,将该数据载入全张量重力梯度仿真系统中,解调得到交叉和内联重力梯度分量,经过线性运算得到测量坐标系下的全张量重力梯度值,再进行坐标系转换,得到平台坐标系下的重力梯度值。结果表明,该仿真系统测量精度达到1E(1E=1×10^(-9)s^(-2))。

关键词：仪器仪表技术半物理仿真旋转加速度计重力梯度梯度解调全张量

关于检测质量的4旋转加速度计信号叠加的频域分析

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中国惯性技术学报 2014年第2期12卷 167-171页

作者：丁昊蔡体菁东南大学仪器科学与工程学院南京210096

在旋转圆盘上对称安装4只高精度加速度计,加速度计信号两两相加再相减,再解调制就可以得到重力梯度值。针对上述的4旋转加速度计,研究检测质量对其信号叠加的输出频域特征,推导的频域表达式证明输出中含有高次谐波,相邻谐波的频差是圆... 详细信息

在旋转圆盘上对称安装4只高精度加速度计,加速度计信号两两相加再相减,再解调制就可以得到重力梯度值。针对上述的4旋转加速度计,研究检测质量对其信号叠加的输出频域特征,推导的频域表达式证明输出中含有高次谐波,相邻谐波的频差是圆盘旋转频率的4倍,即谐波频率分别为6倍频、10倍频、14倍频等。利用stirling公式给出了各次谐波分量幅值的近似计算方法,并进行了数值仿真,结果表明检测质量与圆盘之间的距离越近,谐波分量的幅值越大。

关键词：重力梯度仪旋转加速度计检测质量频域分析谐波

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重力梯度仪旋转加速度计标度因数匹配方法

中国惯性技术学报 2010年第5期18卷 533-537页

作者：聂鲁燕刘晓东宋超林强柴来庆天津航海仪器研究所天津300131

旋转加速度计重力梯度仪为实现微弱梯度信号的测量,要求四个加速度计之间标度因数实时匹配。针对这一要求,在电磁加速度计工作原理的基础上,提出了标度因数外部粗调和在线调整的方法,设计了调整线圈并计算了不同位置相应的结果。仿真分... 详细信息

旋转加速度计重力梯度仪为实现微弱梯度信号的测量,要求四个加速度计之间标度因数实时匹配。针对这一要求,在电磁加速度计工作原理的基础上,提出了标度因数外部粗调和在线调整的方法,设计了调整线圈并计算了不同位置相应的结果。仿真分析和实验结果表明,利用调整线圈可以实现加速度计之间的标度因数匹配。通过加速度计内部力平衡回路和外部反馈回路可以实现加速度计之间的标度因数在线实时匹配。

关键词：重力梯度仪旋转加速度计惯性导航系统标度因数匹配旋转调制

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旋转加速度计重力梯度仪的误差分析

旋转加速度计重力梯度仪的误差分析

作者：韦宏玮国防科学技术大学

学位级别：硕士

旋转加速度计重力梯度仪是以加速度计为主要敏感元件、利用旋转调制和共模抑制等来抵消和减弱加速度计误差,用以实现重力梯度测量的高精密测量仪器。本文从以下几个方面对旋转加速度计重力梯度仪的相关理论进行了研究:(1)基于重力梯度... 详细信息

旋转加速度计重力梯度仪是以加速度计为主要敏感元件、利用旋转调制和共模抑制等来抵消和减弱加速度计误差,用以实现重力梯度测量的高精密测量仪器。本文从以下几个方面对旋转加速度计重力梯度仪的相关理论进行了研究:(1)基于重力梯度的物理含义,从最基本的运动方程出发,以牛顿第二定律、场论和动力学中的相关知识为工具,对使用加速度计进行重力梯度测量的测量方程进行了推导。建立了用旋转加速度计实现重力梯度测量的数学模型,并对模型中各项对应的具体物理含义进行了解释说明。最后,依据实际情况对测量方程进行了简化。(2)考虑重力梯度测量系统中可能出现的误差源,推导了误差传播方程。利用旋转加速度计重力梯度测量的数学模型推导了加速度计位置安装误差、加速度计角度安装误差、角速度测量误差在测量系统中的传播规律,研究了加速度计匹配度对重力梯度测量的影响。依此找到了抵消和抑制误差源对测量系统影响的方法,为旋转加速度计重力梯度仪的研制奠定了基础。(3)研究了解方程组解调法和积分解调法两种重力梯度信号解调方法。指出了解调方法在重力梯度测量系统中的重要地位,为后续寻找更优的解调方法提供了经验。(4)利用matlab中的simulink工具搭建仿真模型,利用仿真数据对两种解调方法进行了验证,依据仿真结果对解方程组解调法进行改进得到最小二乘解方程组解调法。最后通过两种解调方法的仿真结果的比较,对重力梯度信号解调中产生的误差进行了分析。

关键词：旋转加速度计重力梯度误差分析测量方程

同方学位论文库评论

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旋转加速度计重力梯度仪重力梯度信号仿真

物探与化探 2015年第B12期39卷 76-79页

作者：蔡体菁钱学武丁昊东南大学仪器科学与工程学院江苏南京210096 北京航天控制仪器研究所北京100039

在介绍旋转加速度计重力梯度仪仿真系统构成的基础上,依据旋转加速度计重力梯度仪测量原理,给出重力梯度信号仿真方法。信号仿真流程为:由计算机产生加速度计数字输出,经数模转换、模拟信号运算、放大、模数转换和数字解调,得到重力梯... 详细信息

在介绍旋转加速度计重力梯度仪仿真系统构成的基础上,依据旋转加速度计重力梯度仪测量原理,给出重力梯度信号仿真方法。信号仿真流程为:由计算机产生加速度计数字输出,经数模转换、模拟信号运算、放大、模数转换和数字解调,得到重力梯度数值。采用这种重力梯度信号仿真方法,可以详细研究旋转加速度计重力梯度仪的信号特征、参数调整、误差补偿以及信号处理方法,为重力梯度仪系统设计研发提供方法指导。

关键词：重力梯度仪旋转加速度计信号仿真梯度解调

旋转加速度计重力梯度仪标度因子调整方法及误差补偿研究

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中国惯性技术学报 2000年第4期8卷 31-34,45页

作者：王树甫孙枫郝燕玲秦红磊哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001

在旋转加速度计重力梯度仪的重力梯度测量原理的基础上 ,本文提出了加速度计标度因子的在线调整方法。此方法对加速度计组合输出信号中的标度因子不平衡信息进行解调 ,通过反馈实现标度因子的调整。

关键词：重力梯度仪标度因子平衡误差补偿旋转加速度计核潜艇导航