惯性平台测漂方案的研究

陀螺仪的漂移是空间稳定惯性导航系统的主要误差源,对漂移模型系数的准确辨识是保证系统实现长时间、高精度自主导航的关键.给出了一种利用三轴高精度伺服转台提供多个测试位置,使惯性平台工作在相应位置下,并处于惯性稳定状态的静态6位置测漂方案.三轴转台的使用提高了多位置测量时,平台测漂位置的精确度.建立了包含陀螺仪漂移、地球自转、安装误差角等因素在内的平台漂移数学模型.对平台漂移误差参数的辨识方法进行了阶段性分析,取加速度计和欧拉角的输出作为观测量,建立了平台漂移误差模型的状态方程和输出方程.从理论上分析了影响陀螺安装误差角辨识精度的主要因素,提出了转台相对地面存在角速率条件下的辨识方案改进的思路.     

三轴转台的工作原理及控制

本文根据陀螺力学的理论，采用克雷洛夫角对三轴转台的运动进行了分析，给出了台面上仪表安放点的速度、加速度的计算公式，依此可方便、准确地控制转台的摇动和摆动，使之模拟出飞机的各种飞行动作，以转台代替飞机，对仪表进行各种误差的测试，在陀螺仪表的生产、试验中有着实际的意义。     

组合导航中磁强计干扰估计与补偿方法

针对磁场干扰较大导致组合导航定位中磁强计解算航向角严重失准的问题,提出一种磁强计的磁场干扰补偿方法。分析了磁强计输出模型,利用陀螺仪求解的航向角差、横滚角和俯仰角,建立磁场干扰模型。将三轴磁场干扰转化为两轴磁场干扰,再采用最小二乘拟合法对其进行估计并补偿,输出补偿后的航向角。在人为设置磁场干扰源的条件下进行转台实验,实验结果表明,该方法补偿后的磁强计磁场干扰得到有效抑制,航向角精度有效提高。     

基于模糊信息融合的自平衡机器人姿态角补偿方法

为了简便、精确地获得自平衡机器人运行中的状态信息,提出了模糊信息融合的方法对机器人的姿态角进行补偿。首先,根据传感器的工作原理,以及对实验数据的分析建立了陀螺仪漂移误差的数学模型,对其零点随机漂移误差进行了初步的标定。然后根据陀螺仪和倾角传感器各自的误差特性,以及导致这些误差的原因,设计了一个双输入单输出的模糊融合器,将设计的融合器应用到两轮自平衡机器人系统中。实验结果表明系统误差得到了很好的改善,从而表明所设计的模糊融合器是有效的。     

捷联式光纤陀螺罗经系统误差分析

对采用光纤陀螺的捷联式罗经系统进行了研究.提出了使用惯性组件旋转调制技术提高光纤陀螺捷联式罗经系统精度的方法,分析了罗经系统的误差特性.针对旋转组件的误差,在系统初始对准过程中,应用限定记忆的Kalman滤波进行状态估计,提高了对准精度.静止基座的初始对准仿真结果表明,航向失准角估计误差均方差为0.159°.     

一种实时移除MEMS陀螺仪噪声的精准航姿技术

MEMS-IMU包括三轴陀螺仪和三轴加速度计，陀螺仪的噪声导致MEMS-IMU的航姿不精确，并由此导致外部加速度呈现较大的误差。针对该问题，提出一种实时移除陀螺仪噪声的技术：方向余弦矩阵的第3列和陀螺仪的偏置同时设为状态向量，用于在线获取陀螺仪的噪声；加速度计的外部加速度和测量噪声均被设为测量余量，以便于在任意运动轨迹时能测量重力向量。陀螺仪和加速度计的测量结果通过卡尔曼滤波器融合，前者估算状态向量，后者校准状态向量的误差。通过比较MEMS-IMU在任意伪静态时的航姿和外部加速度验证本技术的可行性，实验结果表明俯仰角、横滚角、航向角和外部加速度的最大误差分别为0.5°、0.2°、2°和0.2 m/s²，该结果远好于仅用陀螺仪的航姿误差和外部加速度误差。     

自聚焦透镜及其在光纤传感系统中的应用

在对自聚焦透镜的光学特性分析的基础上，对引起自聚焦透镜间耦合损 耗的轴偏离、角偏离、间距大小以及装配误差、色差等误差原因进行了较为详 细的分析，并介绍自聚焦透镜在光纤传感系统中的应用，提出一种补偿结构， 从而提高光纤传感系统的测量精度和稳定性，达到很好的补偿效果．     

采用小波神经网络的捷联惯导系统静基座快速初始对准

利用多输入多输出小波神经网络具有结构简单、计算量少的优点，将其应用于静基座捷联惯导系统的初始对准，并利用北向、东向失准角快速估计地向陀螺的失准角，得到小波神经网络的训练样本，对小波神经网络采用随机梯度法进行训练，仿真结果表明该方法收敛速度快，能满足惯导系统实时性的要求。     

基于惯性传感器数据融合的管线三维可视化

受施工技术与管线设计等因素影响,一般管线的三维轨迹通常和设计轨迹有部分误差,而精确了解管线的空间位置又十分重要。提出一种基于Arduino平台的六轴陀螺仪姿态解算与融合及管线轨迹可视化算法。首先从六轴陀螺仪收集加速计数据和角速度数据,分别计算出姿态角,并对加速计解算的姿态角进行滑动加权滤波,将滤波后的姿态角与角速度计解算的姿态角经卡尔曼滤波进行融合,得出高精度的翻滚角、偏航角、俯仰角,最后通过融合后的数据求得采样点坐标,绘制出三维轨迹。实验结果证明:该算法不仅能够有效消除陀螺仪传感器的误差,而且测出的三维轨迹曲线与实际管线轨迹基本吻合,有很高的精确度。     

基于惯性传感器数据融合的管线三维可视化研究

受施工技术与管线设计等因素影响,一般管线的三维轨迹通常和设计轨迹有部分误差,而精确了解管线的空间位置又十分重要。本文提出一种基于Arduino平台的六轴陀螺仪姿态解算与融合及管线轨迹可视化算法。首先从六轴陀螺仪收集加速计数据和角速度数据,分别计算出姿态角,并对加速计解算的姿态角进行滑动加权滤波,将滤波后的姿态角与角速度计解算的姿态角经卡尔曼滤波进行融合,得出高精度的翻滚角、偏航角、俯仰角,最后通过融合后的数据求得采样点坐标,绘制出三维轨迹。实验结果证明：该算法不仅能够有效消除陀螺仪传感器的误差,而且测出的三维轨迹曲线与实际管线轨迹基本吻合,有很高的精确度。本文研究的算法有很强的实用性。     

关于动力调谐陀螺8位置法漂移测试的研究

通过8位置法对动调陀螺漂移进行测试，讨论测试系统的组成和分析测试过程以及应用最小二乘估计对测试数据的处理方法，通过测试来找出误差源以提高测试精度，使得测试数据更加接近陀螺的实际情况，通过分析陀螺的漂移误差，寻求合适的补偿方法以减小其影响。     

一种滚转导弹飞行姿态的获取方法

为了获取滚转导弹的飞行姿态,分析了基于两个侧向运动角速率陀螺和一个滚转角速率陀螺的滚转导弹飞行姿态遥测方案.通过算例讨论了各种误差对系统精度的影响,指出滚转角速率陀螺的测量精度是系统实现的.在给出的工程实例中,选用一个双轴液浮陀螺敏感导弹的侧向运动,节省了一个敏感元件.通过对实例中遥测数据的分析,发现该次飞行试验中导弹的角运动特征,为进一步的动力学分析提供了依据.该方案具有结构简单,成本低,易于实现等优点.     

Application of interacting multi-model algorithm in gyro signal processing

There is one problem existing in gyroscope signal processing,which is that single models can＇ t adapt to change of carrier maneuvering process.Since it is difficult to identify the angular motion state of gyroscope carriers,interacting multiple model （IMM） is employed here to solve the problem.The Kalman filter-based IMM （IMMKF） algorithm is explained in detail and its application in gyro signal processing is introduced.And with the help of the Singer model,the system model set of gyro outputs is constructed.In order to demonstrate the effectiveness of the proposed approach,static experiment and dynamic experiment are carried out respectively.Simulation analysis results indicate that the IMMKF algorithm is excellent in eliminating gyro drift errors,which could adapt to the change of carrier maneuvering process well.     

定长光纤环形谐振腔不同匝数对光纤陀螺信号输出参数的影响

谐振式光纤陀螺由于其在小型化、集成化和高精度等方面比干涉型光纤陀螺占有优势,引起了国内外研究机构的广泛关注,而光纤环形谐振腔作为光纤陀螺的核心敏感部件对陀螺信号的输出至关重要。本文分析对比了半长1.10 m,定长2.2 m,保偏耦合器偏振消光比为20 dB,分光比为50∶50的光纤环腔在相同室温条件下,不同匝数谐振谱线的谐振深度ρ、半高全宽(FWHM)以及光纤陀螺的输出信号包括动态范围、频率带宽、标度因数、系统极限灵敏度的各项陀螺关键指标,为定长保偏光纤环腔作为光学陀螺的核心部件提供相关指导。     

基于嵌入式的光纤陀螺自动检测系统研究

介绍一种基于嵌入式系统的光纤陀螺测试系统方案,给出了系统的体系结构设计设计思想,软、硬件系统设计方案。该系统可实现多路陀螺同时测试,提高了光纤陀螺的测试效率,为光纤陀螺工程化服务。     

球形流体转子陀螺仪动力学分析

球形流体转子陀螺仪是利用在球腔内旋转的流体作为惯性元件的新型陀螺仪,可作为双轴速率陀螺仪在航空及航天技术中量测载体的角速度或自旋卫星的章动角。本文系统地分析了这种陀螺仪的动力学原理,导出了计算公式,并建立各种设计参数与量测灵敏度和精度之间的关系,为新型陀螺仪的研制工作提供理论基础.     

捷联航姿系统中陀螺随机常值漂移的校正

本文提出了一种对系泊晃动基座上捷联式航向姿态基准压系统中陀螺随机常值漂移误差进行校正的位置校正法。通过数字滤波器将捷联系统姿态误差角的纵横摇误差角的舒拉周期量滤除,利用系泊时地理位置不变,将它作为观察量,对陀螺随机常值漂移误差进行辨识、校正。仿真结果表明,此方法的校正精度较为满意。     

基于全温范围的多通道光纤陀螺自动检测系统研究

介绍了一种基于全温范围的多通道光纤陀螺自动检测系统的方案,给出了系统的硬件环境设计思想, 进行了多路陀螺测试数据采集模块、环境实验机控制模块、自动转台控制模块、测试报告打印模块的设计和 实现。本系统可实现全温范围内多路陀螺同时测试,提高了光纤陀螺的测试效率,可为光纤陀螺工程化服 务。     

光纤陀螺随机误差的测定方法研究

针对光纤陀螺的随机噪声，分析了其产生的来源；对于5种主要的噪声源，运用IEEE公认的在时域上对频域稳定性进行分析的方法——Allan方差法，进行了特性分析，并给出了误差系数的计算公式．同时介绍了只测定角度随机游走系数时的2种简单测定方法：模型拟合法、归一化计算法；对于一组实际的陀螺零偏数据进行了测定．     

环形激光陀螺仪随机误差模型的研究

为了减少陀螺仪的误差并提高其精度,需要对陀螺仪误差进行估算与补偿,因而建立了陀螺仪的随机误差模型。在环形激光陀螺仪（ＲＬＧ）随机误差模型分析方法中,有功率谱密度（ＰＳＤ）分析,时序ＡＲＭＡ模型,及Ａｌａｎ方差分析。Ａｌａｎ方差分析是在时域上对频率稳定性进行分析的一种通用方法。在Ａｌａｎ方差与ＰＳＤ之间存在定量的关系。通过分析Ａｌａｎ方差,可以分辨出存在于ＲＬＧ中的各种类型噪声。Ａｌａｎ方差分析比在频域上分析ＰＳＤ简单得多。该文用Ａｌａｎ方差对Ｌ－１环形激光陀螺仪进行了具体的分析,得到了存在于Ｌ－１环形激光陀螺仪中的各误差源。表明Ａｌａｎ方差是建立激光陀螺仪随机误差模型的一种很实用的方法。