激光捷联惯导系统高阶误差模型的建立与分析

针对弹道导弹、火箭的工作环境存在剧烈振动的情况,研究了激光陀螺捷联惯导系统在线振动环境下的误差传播特性,指出加速度计二次项误差对导航精度有重大影响,建立了包括加速度计二次项误差的31阶误差模型。为了评价该模型的准确性,设计了静态和线振动仿真实验,将其与不考虑二次项误差的28阶误差模型进行了比较。仿真结果表明:静态时,两种模型准确度相当;当系统工作环境存在线振动时,建立的31阶误差模型比28阶误差模型准确度提高约5倍。     

基于Autoface的捷联惯导显控系统设计

为满足海军装备作战要求,研发捷联惯导显控系统.设计了一种基于触摸屏和PC104的显控系统,该系统设计采用Autoface软件编写触摸屏的功能宏命令实现数据的发送与显示;基于VC++编写PC104的发送函数和参数解算函数:这两种函数在相同的通讯协议务件下通过串口进行实时双向通信.将该显控系统与激光陀螺捷联惯导系统进行对联,经4000小时测试,数据显示依然正常,因此,该系统的可靠性与稳定性均达到预定目标,可应用于各种舰艇的惯导系统.     

激光捷联惯导系统的矿山井下定位技术研究

实现矿山井下人员和机车的自动导航对于提高矿山生产效率,增强矿山安全水平具有重要意义。基于二次多项式拟合零速修正原理可有效修正捷联惯导系统的定位误差。重复行驶试验和复杂行驶试验结果表明,零速修正周期选择在2min以内,激光捷联惯导系统的定位误差能够控制在8m以内,满足矿山井下安全和生产的需要,并具有自动导航功能。     

光电转换前置放大器的噪声分析

本文应用微弱信号检测的方法对光电转换前置放大器的噪声性能进行分析,提出了在设计一个高性能的光电转换前置放大器时,不但要满足系统的带宽、相移和放大倍数等要求,也需要满足低噪声的要求.针对光电转换前置放大器设计中低噪化的要求,提出了对光敏元件和首级放大器元件的选择标准,并得到了放大器系统的低噪化条件,从而使得设计出的光电转换前置放大器的噪声性能最佳.     

机抖激光陀螺多温度点实时温度补偿方法的研究

研究了机抖激光陀螺的零偏和多温度点的关系。通过重复性温度实验,利用逐步回归法得到了温度补偿模型,并对模型的实用性进行了实验验证。结果表明,机抖陀螺的零偏和温度、温度梯度及温度速率有关;得到的温度补偿模型可以对陀螺的零偏进行实时补偿,以提高陀螺的精度,用此方法补偿后的单轴旋转激光陀螺导航系统定位精度优于1nmile/d,航向精度优于0.5′.     

PIN管结电容的代换测量与回归分析

本文通过一组标准电容的代换测量,建立了测量电压与电容量的函数关系,并采用插值和回归分析得到结电容与偏压的特性曲线,该方法有效地克服了杂散电容及电路噪声对测量精度的影响,测试误差主要取决于标准电容的精度。     

单轴旋转惯导系统中陀螺漂移的精确校准

基于惯导系统的误差传播特性和轴向陀螺对经纬度误差的影响规律,提出了精确校准轴向陀螺漂移的方法以解决在单轴旋转惯导系统中单轴旋转只能自动补偿与转轴垂直的陀螺漂移,不能补偿轴向陀螺漂移的问题.首先,介绍了单轴旋转惯导系统自动补偿的基本原理.然后,在静基座的条件下分析了轴向陀螺漂移、初始方位和姿态角误差、初始速度误差等对经纬度的影响规律.提出了一种利用经纬度误差作为观测量,采用最小二乘法对轴向陀螺漂移进行精确校准的新方法.最后,利用激光陀螺单轴旋转惯导系统进行了静态导航试验和跑车试验.实验结果显示,该方法对轴向陀螺漂移的辨识精度达到o.000 5(°)/h,系统的定位精度优于1 nm/72 h.该方法能够有效地辨识轴向陀螺漂移,使系统达到较高的导航精度,具有很强的工程实用价值.     

机抖激光陀螺捷联惯导系统的温度补偿方法

分析了系统温度对机抖激光陀螺捷联惯性导航系统的影响因素,介绍了降低和补偿捷联系统温度误差的4种方法.通过重复性温度实验,利用逐步回归法分析了激光陀螺零偏与温度的关系:通过多项式拟合,分别得到了加速度计的零偏、标度因子和IF转换电路的温度补偿模型,并在捷联系统中得到应用.对其中的两种方法进行了实验研究和导航测试,并对两种方法的补偿效果进行了对比.结果表明:通过温度实验得到惯性器件的温度补偿模型对其温度误差进行实时补偿是捷联系统最理想的补偿方法.补偿后系统定位测试1 h的圆概率误差(CEP)优于0.3 n mile/h.达到国内先进水平.     

基于DSP和CPLD的小型化导航CPU设计

文章介绍了一种基于DSP和CPLD技术的小型化导航CPU的设计,该CPU主要用于配合小型化惯导组件使用,以CPLD芯片和DSP芯片为核心器件实现数据的计数采样、导航解算、温度监控、状态监控以及误差补偿等功能。     

机抖激光陀螺温度场的有限元模拟与实验

为了研究机抖激光陀螺内在热源对陀螺性能的影响,利用有限元分析软件ANSYS建立了机抖激光陀螺的温度场模型,对有限元模型进行了温度场仿真分析。描述了有限元模型的简化方法,介绍了材料热参数的处理及热生成率和换热系数的计算方法,最后给出了机抖激光陀螺的稳态温度场1h和3h的瞬态温度场分布,指出了机抖激光陀螺的最高、最低温度分布区域及温度梯度分布情况。设计了高精度的铂电阻测温电路,其测温精度为0.005℃,仿真与实验对比结果表明,计算误差优于2%,验证了模型的正确性和合理性。本文的研究方法可为陀螺盒体内部测温点的选取提供指导意见,有助于提高机抖激光陀螺的温度补偿效果。