小波域中值滤波在激光陀螺信号处理中的应用

各种随机噪声是导致激光陀螺产生误差的主要因素,且其性质特殊,很难用传统的滤波方法去除。为了减小激光陀螺的随机误差,提高测量精度,提出了小波域的中值滤波器滤波方法,对激光陀螺零漂数据进行了滤波,并采用Allan方差法对滤波效果进行了定量分析。结果表明,此方法的滤波效果优于中值滤波和小波软阈值滤波效果,能有效地减小激光陀螺零漂信号中的角度随机游走、角速度随机游走、速率斜坡、零偏不稳定性和量化噪声,提高激光陀螺零漂输出的稳定性。     

光纤陀螺随机误差特性的小波方差分析

光纤陀螺各项随机误差的频率特性各不相同.小波变换的多分辨分析兼具时频分析和尺度分析的功能,故采用小波方差法来表征噪声在不同频率分量的变化情况,从而为特定环境下光纤陀螺的故障诊断以及误差分析提供参考.通过与传统的分析光纤陀螺随机误差特性的Allan方差法对比可知,只要小波基函数的支撑区间足够小,小波方差就能克服Allan方差能量泄露的缺点.利用60Co辐照源模拟空间辐照,进行光纤陀螺整机辐照实验,分析实验数据,证明小波方差比Allan方差能够更加精确地反映光纤陀螺各项随机误差的变化情况.     

小波理论在光纤陀螺中的运用

光纤陀螺除了具有无运动部件,无加速度引起的误差等优点外,其与传统机电陀螺的一个重要区别是存在较大的白噪声,这是光纤陀螺的特性所决定的。随机漂移是光纤陀螺的一个重要的指标,微小的漂移经过积分都将产生不可容忍的误差,因此对漂移的消噪具有重要的意义。光纤陀螺作为敏感角度信息的元件对其精度要求高,仅在硬件方面提高它的精度增大成本,而从软件提高精度显得尤为重要。本文用小波消噪的方法来提高光纤陀螺精度,具体介绍了快速小波算法和对小波不同阈值的选取,并且针对软、硬阈值的不足介绍一种新的滤波方法,软、硬阈值相结合的消噪方法。通过实验比较证明这种方法能更好地进行消噪。     

光纤陀螺随机漂移的建模与滤波研究

时间序列模型是对光纤陀螺(FOG)随机漂移进行建模的一种重要方法.传统的时间序列建模方法难以应用于实时建模,且模型精度较低.因此,提出了适用于高精度FOG随机漂移的改进自回归整合移动平均模型(ARIMA),并基于该模型建立了FOG随机漂移的实时Kalman滤波器.实验结果表明,该改进ARIMA模型能较准确地描述FOG的随机漂移;Allan方差分析结果表明,与基于传统自回归移动平均模型(ARMA)的Kalman滤波结果相比,基于该模型的Kalman滤波对减小光纤陀螺的5项主要随机误差更有效.     

基于小波包分析的激光陀螺信号滤波方法

各种随机噪声是激光陀螺误差的主要来源。为了减少激光陀螺的随机误差,提高其测量精度,介绍了基于小波包分析的滤波方法,研究了小波包分析和滤波的原理、熵标准和阈值函数的选取,比较了选择不同熵标准、阈值函数对激光陀螺信号滤波的效果,并采用Allan方差法分析滤波效果。结果表明基于小波包分析的滤波方法能有效减小随机误差,提高激光陀螺的测量精度。     

基于小波变换的光纤陀螺降噪预处理技术

为了实现对光纤陀螺输出数据进行降噪,使输出数据能真实反映陀螺数据的目的,提出了一种基于小波变换的光纤陀螺降噪预处理技术.文中研究了小波变换及Birge-Massart算法,设计了基于小波变换的光纤陀螺的降噪预处理方法,利用该方法,对实测的光纤陀螺数据进行仿真试验.试验结果表明:用小波变换进行降噪处理具有良好的效果.     

光纤陀螺信号数字滤波算法研究

针对光纤陀螺信号漂移误差和噪声的影响及陀螺稳定平台系统的特点,研究了滑动滤波、FLP自适应滤波、小波变换阈值滤波3种直接对陀螺输出信号进行数字滤波处理的方案.最后对某陀螺惯性稳定跟踪转台中使用的光纤陀螺信号的测试和统计分析结果表明,采用小波变换阈值滤波可有选择地对陀螺信号的噪声成分进行抑制,其滤波去噪效果明显.     

小波包阈值降噪法处理光纤陀螺信号

光纤陀螺以其自身结构和外部环境的影响容易在输出信号中产生随机噪声。为了消除光纤陀螺输出数据中的随机噪声,提出了用小波包阈值法来处理陀螺信号。在分析小波包变换理论及其分解重构算法的基础上,结合光纤陀螺输出数据的数学模型,对光纤陀螺随机信号进行四层小波包分解。通过阈值法对分解得到的各个节点分解系数中小于阈值的部分置零,利用处理过的节点系数进行重构以消除重构陀螺信号中的噪声。仿真实验结果表明,小波包阈值法比小波软硬阈值法在处理光纤陀螺信号中的效果更好,信噪比更高。     

基于动态Allan 方差的光纤陀螺随机误差分析

针对经典Allan方差不能反映光纤陀螺(FOG)随机误差的非平稳特性,动态Allan 方差(DAVAR)可以反映但没有理论系统地证明其正确性和有效性的问题,通过仿真数据验证了DAVAR 的正确性;利用实验数据分析光纤陀螺噪声随时间变化的动态特性,证明了DAVAR 的有效性。首先,阐述了经典Allan 方差和动态Allan 方差的数学定义,然后利用仿真和实验数据验证其特征,并实现了光纤陀螺噪声的定量二维描述。实验结果表明:DAVAR 不仅可以辨识和分离光纤陀螺随机误差,还可以确定噪声系数,更重要的是可以描述光纤陀螺随机信号动态特性。因此,DAVAR 是分析光纤陀螺特性更加全面、有效且实用的工具。     

光纤陀螺（FOG）随机噪声研究

Allan方差分析法是在时域上对频率稳定性进行分析的一种通用方法，在Allan方差与功率谱密度（PSD）之间存在定量关系；通过分析Allan方差，可以辨识出存在于光纤陀螺（FOG）中的各种类型的噪声及其来源，本文用Allan方差法对某型光纤陀螺进行了具体的分析，从而得到了存在于光纤陀螺的各种噪声源。     

耳科基础研究的进展、问题和展望

信号处理在数字闭环光纤陀螺(IFOG)中的主要作用是产生偏置相位及用于补偿外部Sagnac相移的阶梯相位,并输出载体的转速,数字闭环IFOG信号处理的稳定性直接影响IFOG的整体性能.在信号处理系统中,论述数字闭环2次反馈技术,对四状态调制波进行分析和设计,并对时钟、电源、电磁兼容(EMC)等电气结构进行优化.测试结果表明,IFOG的信号处理过程稳定可靠.采用Allan方差法对IFOG静态测试数据中的各项噪声误差进行定量分析.结果表明,IFOG的零偏稳定性优于0.03(°)/h;IFOG动态测试数据表明IFOG的标度因数稳定性优于20×10-6.     

基于小波分析的BOTDR光纤传感器信号处理方法

布里渊光时域反射测量技术(BOTDR)测量数据看作由不同频率成分组成的数字信号序列，采用小波分析对其进行处理。利用小波变换对BOTDR的测量数据进行消噪处理和异常值检测，并用某工程现场实测的BOTDR数据进行了验证。实例表明，小波分析在消除噪声和检测异常点是十分有效的。     

光纤延迟线信号处理

光纤除可用作传输、传感信号之外,一个特别重要的应用领域是频域和时域的信号处理。光纤延迟线是信号处理的基本构件,它由光源、光纤、开关和光电探测器构成。由于光纤具有5～50μs/km的延时,采用单模光纤作为延迟介质时可获得10~6的延时带宽乘积,这是现今各种信号处理延迟线的最高值,所以,光纤延迟线信号处理器件特别适宜于宽带雷达信号处理系统。本文较全面地介绍信号处理光纤延迟线的有关问题,从基本原理到基本构件,从光纤延迟线器件到系统应用,基本上反映光纤延迟线的全貌以及它的应用前景。尽管该技术领域达到实用化尚有一段距离,但它的应用前景是不可估量的,就近期而言,马上可得到应用的系统是相控阵天线系统,更远期的应用将是在电子战系统和其它雷达系统。     

光纤陀螺技术及其应用

本文介绍了惯性仪表光纤陀螺仪的基本原理及其分类,分析了光纤陀螺仪的关键技术,同时,根据光纤陀螺仪在军用和民用领域的应用情况介绍了其发展状况。     

小波分析在光纤陀螺分形噪声模拟中的应用

光纤陀螺随机误差的功率谱密度分别与频率的γ次方成反比,这类随机过程统称为1/fγ分形噪声,研究生成这类信号的方法对分析光纤陀螺的输出信号具有重要意义。分形噪声具有非平稳性、长程相关性、自相似性及1/fγ谱密度的特性,小波变换的多分辨分析是研究1/fγ噪声的良好工具。通过对高斯白噪声进行小波变换,再结合1/fγ噪声的方差特性,找到了满足1/fγ信号生成定理的各尺度正交小波系数,最后采用正交小波逆变换模拟出分形噪声,此方法可以产生任意噪声强度σ2、任意谱参数γ的1/fγ噪声。     

基于数字信号处理的集成光学陀螺信号检测方法

集成光学陀螺的输出信号叠加了多种噪声成分,干扰了有用信息的检测.根据集成光学陀螺输出信号的特点,提出了一种在高速数字信号处理器组成的数字系统中,利用数字滤波器及互相关理论,对集成光学陀螺的含噪声信号进行处理的方法.结果表明在信噪比为10 dB的情况下,该技术可以将信号误差基本控制在3%以下,实现了复杂噪声环境下集成光学陀螺系统信号的检测.     

再人式光纤陀螺信号检测方法

文章提出了一种针对再入式光纤陀螺(Re-FOG)的信号检测方法,采用正负交替变化的脉冲波调制,使不同循环圈数干涉信号得到不同的相位调制,从而分离出所需圈数的干涉信号并解算出转速。实验测试了陀螺样机,分离了第一圈和第二圈干涉信号并由此测量到转速。实验结果表明:所提出的信号检测方法能够有效地测出陀螺转速;所研制的光纤陀螺的零偏稳定性优于4°/h。     

再入式光纤陀螺信号检测方法

文章提出了一种针对再入式光纤陀螺(Re - FOG)的信号检测方法,采用正负交替变化的脉冲波调制,使不同循环圈数干涉信号得到不同的相位调制,从而分离出所需圈数的干涉信号并解算出转速。实验测试了陀螺样机,分离了第一圈和第二圈干涉信号并由此测量到转速。实验结果表明:所提出的信号检测方法能够有效地测出陀螺转速;所研制的光纤陀螺的零偏稳定性优于4°/h。     

小波滤波与AR模型在脑电信号处理的应用

针对脑-计算机接口技术中的脑电信号处理、事件相关同步和事件相关去同步的特点,提出了一种基于离散小波滤波和AR模型来提取脑电信号特征向量的方法。利用Daubechies类小波函数对脑电信号进行4层分解,然后使用Burg算法提取脑电信号8阶AR模型系数,最后用BP神经网络进行分类和比较。得到最优的正确率为71.64%,小波滤波的效果要优于FIR滤波器。     

基于小波理论抑制光纤陀螺零漂的研究

介绍了光纤陀螺技术的发展及应用,阐述了小波分析的理论及小波变换快速算法,并给出了光纤陀螺漂移的数学模型及零偏零漂的定义,阐明了小波分析在光纤陀螺信号处理中的具体应用方法,对于实测的光纤陀螺信号进行了多尺度小波分解和多分辨力分析,证明了该方法在抑制光纤陀螺输出信号零漂的有效性。为消除陀螺漂移提供了一个新的途径。