基于DSP的光纤陀螺寻北仪数据采集单元

在光纤陀螺寻北仪中，数据采集单元的性能是决定系统性能的重要因素。本文研制了基于DSP的数据采集单元，主要完成光纤陀螺数字信号的接收、将加速度计组输出的两路模拟信号转换为数字信号并采集，以及完成与外部设备的通讯和寻北结果的显示；选用TMS320LF2407作为系统的核心CPU，采用16位高精度模数转换器AD7705完成两路加速度计模拟信号的采集；最后给出了数据采集单元的软硬件实现方案。实验表明，该数据采集单元结构简单、工作稳定、实时性好。

人卫激光测距仪光轴校正系统的设计

本文介绍了一种人卫激光测距仪光轴校正系统，重点论述了系统的设计原理及软件和硬件的实现方法，以期用一套快速的自动调节系统取代人工调节。

单轴光纤陀螺寻北仪

光纤陀螺寻北仪采用单光纤陀螺和双加速度计组合技术方案,通过二位置法测量消除了光纤陀螺的常值漂移和加速度计偏值的影响。通过增加一个从初始位置逆时针旋转90°的采样位置,实现了全方位寻北。为了消除静基座寻北时基座扰动对寻北精度的影响,基于抗差估计理论采用了高崩溃污染率的初值辅以IGGⅢ方案迭代解算的混合新算法。系统简单,容易实现且性能稳定。测试结果显示在5min之内寻北精度小于3′。

光纤陀螺寻北仪的二位置寻北方案

介绍了光纤陀螺寻北的基本原理,分析了基座的倾斜误差对寻北精度的影响。基座平面绕垂直于陀螺轴的倾角将直接引起一个同样量级的方位角测量误差,从而在较大程度上影响寻北精度。基座平面绕陀螺轴的倾角对方位角测量的影响小,在一些寻北精度要求不高的场合,可以忽略该倾角的影响。最后介绍了光纤陀螺寻北仪的二位置寻北方案。二位置寻北方案利用光纤陀螺对相差180°的两个方向上的地球自转角速率水平分量的敏感,精确地解算出地理真北方向与陀螺轴向的夹角。系统简单,比较容易实现。

陀螺经纬仪的仪器常数及其测定

仪器常数是陀螺经纬仪的一个重要指标,它的稳定性对仪器的定向精度影响很大。国产陀螺经纬仪的精度指标分为两类:一次定向的标准偏差和一次定向的中误差。前者是真正意义上的定向精度,后者只考核了仪器定向的重复性,不包含仪器常数的变化。目前业内对仪器常数的界定还有差异,造成在仪器使用中仪器常数混乱的状况。通过分析和对比讨论了仪器常数的实质内含,进而分析了影响仪器常数变化的因素,并针对仪器常数的测定提出了几点建议。

抗差估计在光纤陀螺信号处理中的应用

为了消除静基座寻北时基座扰动对寻北精度的影响,基于抗差估计提出了一种处理光纤陀螺信号的方法。采用最小二乘估计和抗差估计对光纤陀螺的输出值进行处理,比较了信号中残留的噪声项及干扰项的处理效果。计算结果表明:当载体运动比较剧烈时,抗差估计可以有效剔除异常干扰,从而可以获得较高的寻北精(密)度。

双轴倾角传感器的设计与实现

光纤陀螺(FOG)寻北仪是利用FOG在相对地球静止时感测到的地球自转角速率在光轴上的分量特性而设计的寻北系统。固定陀螺的基座不水平时,对寻北精度会产生较大的影响。为了检测基座平面的姿态角,并对陀螺的输出值进行补偿,研制了高精度的双轴倾角传感器。该倾角传感器采用双轴石英挠性加速度计作为检测元件,通过采样加速度计在相差180°的2个方向上的输出值,精确地解算出基座平面的姿态角,并消除了加速度计偏值的影响。系统简单,容易实现,且达到了较高的测角精度。

光纤陀螺的信号检测方法比较

本文介绍了干涉式光纤陀螺的基本原理，评述了光纤陀螺的信号检测方法。对开环和闭环检测方案进行了比较分析。分析认为全数字闭环检测方案优于其它方案，更适合于研制高精度的光纤陀螺。最后介绍了信号处理硬件系统的功能和组成。

高精度寻北仪的现状及发展趋势

本文对各类寻北仪及相关技术进行了总结，介绍了摆式陀螺经纬仪、测量型陀螺寻北仪和非陀螺寻北仪的发展现状。通过对现有技术的分析、比较，认为高精度、自动化、智能化的陀螺经纬仪及非陀螺寻北仪是今后寻北定向技术研究的主要方向。

光纤陀螺寻北方案的比较

本文介绍了光纤陀螺寻北的基本原理和几种主要的寻北方案，并对几种寻北方案进行了比较分析，认为二位置寻北方案利用转位消除了陀螺的常值漂移，可降低对陀螺精度的要求，是一种易于实现的方案。二位置寻北方案利用陀螺敏感在相差1800的两个方向上的地球自转角速率水平分量，精确地解算出真北方向与陀螺轴向的夹角。

光纤陀螺寻北仪的转位控制方案设计与实现

光纤陀螺寻北仪利用光纤陀螺测量地球自转角速率的水平分量来获得被测点的北向信息，利用加速度计测量固定陀螺的基座的倾斜角度，经过解算得到载体的参考轴与真北方向的夹角。转位控制方案设计是寻北仪系统设计中一个极其重要的环节，转位机构的转位精度必须满足陀螺寻北的精度要求。文中详细介绍了光纤陀螺寻北仪的组成、转位控制方案设计及其实现途径。实验证实采用光电编码器作为直流电机位置控制的反馈元件的转位机构达到了系统寻北的精度要求。

二位置寻北仪中光纤陀螺输出信号的处理

针对二位置寻北仪在不同环境下的工作，对光纤陀螺输出的信号进行了分析。从工程应用的角度出发，选取了较优的数据处理方法——抗差估计法，并通过实验及统计分析选取了适合光纤陀螺信号特点的IGGⅢ权函数的临界值。该方法提高了寻北精度，缩短了寻北时间，改善了寻北仪的性能。

基于二位置法测量的光纤陀螺寻北仪的误差分析

陀螺寻北仪是一种全天候自动指示方位的高精度自主式定向仪器。文中介绍了光纤陀螺寻北仪的二位置寻北原理，对二位置寻北的主要误差源进行了详细地分析，并推导出了几种典型误差源作用下的寻北误差影响模型，其分析结果可为高精度寻北仪的研制提供理论依据。

光纤陀螺在组合导航系统中的应用前景评述

卫星导航-惯性导航组合系统近几年来得到大力发展。组合系统充分利用了GPS和INS互补的特点，能有效提高系统的精度，同时降低了系统的成本，是飞行载体最理想的导航系统之一。本文简单介绍了光纤陀螺的基本原理，对光纤陀螺在惯性导航和组合导航中的应用状况进行了分析，并对其在组合导航中的发展前景做了展望。

非陀螺寻北仪信号处理电路的设计与实现

非陀螺寻北是一种新颖的寻北技术。介绍其寻北的原理以及输出信号处理电路的设计思路,详细阐述带通滤波器、数字正交运算电路以及数字滤波电路的设计方案及实现。正交运算和数字滤波采用专用的数字芯片来完成,使系统既能克服模拟电路固有的误差和系统的不稳定等不足,又减轻DSP的运算负担,满足了非陀螺寻北仪信号处理的高精度和快速性要求,从而使得非陀螺寻北技术由理论研究转化为实用仪器装备成为了可能。

利用中位数进行光纤陀螺信号抗差估计

为了削弱光纤陀螺信号中异常噪声对寻北精度的影响,在滤除高频周期噪声的基础上,提出了一种处理陀螺信号的新算法。推导了陀螺信号的抗差解公式及其误差影响函数,取观测值的中位数作为抗差初值,利用一次抗差估计求得的观测残差再用中位数法求得均方差因子,并给出了高崩溃污染率的初值辅以IGGⅢ方案迭代解算的混合算法。计算结果表明,基于可靠初值和均方差因子估值的抗差估计可以有效削弱异常干扰对陀螺的影响。

两种抗差估计在陀螺信号处理中的比较

捷联寻北仪中影响寻北精度的主要因素是陀螺随机漂移。由于陀螺信号中不可避免地存在异常观测或粗差,陀螺随机漂移中包含异常噪声(异常数据)。抗差估计通过连续降权和连续减弱影响的方法抵制异常数据,是一种控制异常数据的有效方法。本文给出了两种抗差估计解及其相应原则,利用一个实际算例比较了两种抗差估计控制异常数据影响的能力。计算结果表明:在观测数据中存在异常数据的情况下,结合两种抗差估计各自优势的算法既减少了计算量,又获得了可靠的估计效果。