陀螺寻北仪的算法改进

陀螺寻北仪的算法改进采用基于二位置寻北算法.用转位对消常值漂移,并忽略惯性器件随机漂移误差项.将陀螺和加速度计的机械误差、物理量误差、标度因数及量化误差等测量值输入补偿模块,进行二位置寻北解算和转角误差补偿.实验表明本方法增强了寻北精度.     

带误差补偿的二位置寻北仪设计

带误差补偿的二位置寻北仪系统包括电源、转机结构、控制电路、计数器等.其补偿算法推导基于陀螺和加速度计一次误差补偿模型,以降低陀螺随机漂移及加速度计的零位漂移对寻北精度的影响.同时再利用由典型静态误差源产生的寻北误差与方位角三角函数成正比或为常值,以罗差修正寻北结果进一步提高寻北精度.     

二位置光纤陀螺寻北方案及误差分析

为消除陀螺零偏和陀螺常值漂移的影响,探讨二位置方案来实现高精度寻北的方法;并以二位置寻北原理为基础,给出其误差分析方法,得出在陀螺的漂移及标度因数误差、台体的水平误差、转位误差、引入参数误差等几个因素作用下的误差模型,并对误差特点进行分析。分析结果证明:在以上误差源作用下产生的寻北误差多与方位角的三角函数成比例关系,或为常值误差,该结论可为补偿寻北误差提高寻北精度提供参考。     

寻北仪倾斜状态下转位误差分析

针对目前我国大部分研制生产的寻北仪忽略实际工作过程中转台倾斜时转位误差分析补偿问题,提出一种基于动调陀螺的二位置捷联式快速寻北仪。介绍二位置陀螺寻北仪的工作原理,在推导转台倾斜时方位角解算公式的基础上,重点分析转台倾斜时转位误差对寻北精度的影响,推导出误差公式及补偿方法,并用Matlab进行误差仿真实验。实验结果表明:转台倾斜角在±10范围内时,转位误差引起的寻北误差随方位角的变化基本服从三角函数分布,且大小近似为转位误差的一半。     

随机游走对单陀螺连续旋转寻北影响的分析

分析了单陀螺连续旋转寻北方法的原理,指出陀螺的常值漂移可以被积分平滑掉,不影响寻北精度.但陀螺随机游走仍然会影响寻北精度,并推导出了相应误差公式,得出随机游走系数、寻北时间和陀螺寻北仪所处方位都会影响寻北精度的结论,并求出陀螺寻北仪最佳寻北方位和应避免的寻北方位.最后通过三组数值仿真验证了所提出观点的正确性.     

光纤陀螺寻北仪航向效应误差分析和补偿

在实际寻北过程中,寻北仪航向效应使寻北精度大大下降。在介绍光纤陀螺(FOG)寻北原理的基础上,提出大倾角下的光纤陀螺四位置寻北方法,对解算出的方位角进行了象限判别;从理论上分析了四位置寻北法在0°～360°范围内的航向效应,研究其误差补偿方法,得出陀螺仪敏感轴指向南北方向时寻北航向效应误差最大的结论。通过仿真验证了寻北方案、理论分析和补偿方法的正确性和有效性。     

恒速偏频激光陀螺寻北仪的研究

文中介绍了恒速偏频激光陀螺寻北仪的工作原理，分析了其寻北算法，在此基础上进行了实验。理论分析和实验表明恒速偏频激光陀螺寻北仪的精度和激光陀螺的随机游走成正比，和总寻北时间的平方根成反比。     

具有倾角补偿的快速寻北仪系统研究

介绍了一种能在静态下全天候、全方位、快速、实时的陀螺自动寻北仪,本寻北仪采用二位置寻北,二位置寻北方案结构简单、实现方便和精度高等优点得到广泛应用.寻北仪利用陀螺和加速度计分别测量地球自转角速度的分量及载体的倾角.寻北算法里包含了载体倾角补偿内容,不需将载体完全调平,在小倾角的条件下就能够自动寻北,最后通过数码显像管或串口通讯输出载体的某一固定轴与真北方向的夹角.     

具有倾角补偿的快速寻北仪系统研究

介绍了一种能在静态下全天候、全方位、快速、实时的陀螺自动寻北仪,本寻北仪采用二位置寻北,二位置寻北方案结构简单、实现方便和精度高等优点得到广泛应用。寻北仪利用陀螺和加速度计分别测量地球自转角速度的分量及载体的倾角,寻北算法里包含了载体倾角补偿内容,不需将载体完全调平,在小倾角的条件下就能够自动寻北,最后通过数码显像管或串口通讯输出载体的某一固定轴与真北方向的夹角。     

捷联寻北仪方位角误差分析

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。     

捷联式陀螺寻北仪误差分析与试验研究

对产生捷联式挠性陀蚴寻北仪误差的主要因素进行了分析。试验结果表明：水平姿态角较 ,与重力加速度的一次项有关的陀螺漂移是产生建立经误差的主要原因之一。应用椭圆低通滤波器对陀螺仪输出信号进行处理,能较好地减小基座扰动对寻北精度的影响。     

激光陀螺罗经寻北及其误差分析

根据地一地战术导弹作战运用特点,提出了采用单激光陀螺三位置寻北提供初始对准基准的方案,分析了本方案的寻北误差并提出了减小误差的方法,为研制适应地一地战术导弹发射初始对准需要的激光陀螺罗经寻北仪提供参考。     

基座晃动对寻北仪影响的仿真分析

外界对寻北仪的干扰,选取正弦和正弦衰减情形,采用二位置寻北方案及改进寻北算法进行仿真,允许基座在大倾角情况下确定方位,即横滚角和俯仰角可不近似为零.计算机控制力矩电机带动旋转机构使陀螺、加速度计由初始位置转动180°采样,再反向转动180°回到初始位置重采样,根据各通道的两次脉冲总数计算航向角、横滚角和俯仰角.仿真结果说明在基座晃动情况下,寻北仪未经有效补偿无法准确寻北.     

摆式陀螺寻北仪抗干扰控制研究

随着国防事业的飞速发展,在军事应用领域中,对陀螺寻北仪在寻北的快速性与精确性上的要求越来越高,为降低在野外工作时外部环境对其寻北测量的影响,通过引入抗干扰控制电路,改善其抗干扰性,增强其适应外界环境的能力。     

一种实用旋转调制式陀螺寻北仪的设计

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°.     

捷联惯导寻北系统中内杆臂误差的分析与补偿

为解决高精度激光陀螺捷联惯导寻北系统中,旋转调制对内杆臂效应误差起不到消除效果,反而会将误 差引入寻北导航解算中的问题,提出具体的补偿方法。建模分析寻北过程中的内杆臂误差,推导具体的内杆臂误差 效应的数学表达式,分析确定影响内杆臂误差的2 个因素,并通过实验进行仿真验证。结果表明：内杆臂误差不会 引起定位误差的发散;内杆臂效应导航速度增量与旋转中心无关,而与内杆臂长度、惯性测量单元(inertial measuring unit,IMU)的旋转角速度成正比。     

信息平方根滤波在提高寻北精度中的应用

文中对影响寻北仪中陀螺和加速度计精度的误差进行了分析,并且提出了应用信息平方根滤波进行数据处理的方法,从而解决了传统的用卡尔曼滤波方法必须保证P正定性、否则会在迭代计算时发散的问题.并用试验结果证明,信息平方根滤波可以提高寻北仪的精度,达到寻北精度的要求.     

快速陀螺罗盘的最优控制

针对摆式陀螺快速寻北问题给出了一种控制方法.通过测定陀螺摆的角运动速度和位置,适时过阻尼控制陀螺摆运动,使陀螺摆快速停于子午面,实现寻北快速性.     

一种高精度全自主相对导航系统研究

基于陀螺寻北原理、旋转调制技术及惯导系统的误差特性,提出一种完全自主的导航系统,不需任何外界信息,可进行寻北、测定纬度和高精度的相对导航。给出了旋转调制寻北、测定纬度的原理,分析了旋转调制对导航性能的影响;计算机仿真结果表明,在没有任何初始信息的情况下,系统的方位精度可达1′,24h内的相对定位精度可达1n mile。     

基于小波预处理的EMD算法静态寻北信号分析

针对直接应用EMD算法处理寻北信号的不可靠性,提出了基于小波预处理的EMD分解方法,并对传统小波阈值去噪分析方法做一改进,提出一种相关系数和3.0准则的自适应阈值方法。新方法规避了直接应用EMD过程中存在的模态混叠问题,并有效提取了寻北信号的误差信息和有用信息,能够用于某型磁悬浮陀螺寻北仪的寻北研究中。