一种基于DAVAR的FOG随机信号处理新方法

为定量描述光纤陀螺(FOG)测试信号中各误差分量的动态变化过程,分析了多个随机信号处理方法的优缺点,指出了常用Allan方差分析不能辨识FOG信号非平稳性因素的不足,提出采用动态Allan方差(DAVAR)对FOG信号动态特性进行分析,采用二维表示法定量描述FOG各主要噪声项变化过程。实验结果表明,DAVAR能够反映FOG数据的非平稳特性;利用二维表示的方法,可准确地反映动态误差中各噪声项的变化特征。新的方法可作为FOG信号非平稳性分析的一种定量评价工具,为研究各干扰因素对FOG组成系统精度的影响提供理论参考和评价依据。

基于动态Allan方差的MEMS惯性测量单元的性能评价

为了对受温度等外界环境影响下的MEMS惯性测量单元进行性能评估,针对经典Allan方差法不能反映各惯性器件的时变特性的缺陷,提出了采用动态Allan方差(DAVAR)法对MEMS陀螺仪和加速度计进行随机误差项的辨识和时变特性分析.经典Allan方差法和DAVAR法的随机误差辨识结果和仿真结果表明:在随机误差辨识方面,DAVAR法相比经典Allan方差法的辨识结果更为准确;在变温环境下,DAVAR法的仿真结果还能够反映出惯性器件输出信号受温度变化等环境影响下的时变特性,DAVAR法能够对MEMS惯性测量单元进行准确评价.

基于最优窗的陀螺随机信号动态方差分析新方法研究

针对Allan方差分析不能辨识光纤陀螺(fiber optic gyroscope,FOG)信号非平稳性的不足,提出采用动态Allan方差(dynamic Allan variance,DAVAR)对FOG信号非平稳特性进行分析,采用二维表示法定量描述FOG各主要噪声系数变化过程.为抑制DAVAR分析过程中采用单一矩形窗造成的功率泄露,通过理论分析与实验比较,提出了基于最优窗的FOG随机信号DAVAR分析方法.选用FOG静态测试数据和振动测试数据进行DAVAR实验分析,结果表明,在DAVAR分析过程中,通过对拟合计算得到的各噪声系数进行二维显示,可准确反映FOG各噪声系数的变化特征;基于最优窗的DAVAR分析方法,抑制了单一矩形窗造成的功率泄露,提高了FOG各噪声系数的辨识精度.该方法可作为FOG信号非平稳性分析的一种有效工具,为研究各干扰因素对FOG精度的影响提供理论参考和评价依据.

基于动态Allan方差的光纤陀螺随机误差分析(英文)

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。

船用光学陀螺动态随机误差特性分析方法

惯性技术是舰船自主获取运动方位、姿态信息的重要方法之一,而激光和光纤陀螺已成为惯性导航、制导和动态精确测量的核心元器件,研究其随机误差特性对于提高舰船作战和测量具有非常重要的意义。介绍了光学陀螺随机误差特性和基于统计特性的随机误差分析方法,为更有效地测试和分析时变噪声环境下的陀螺特性,采用Allan方差(Avar)和动态Allan方差(DAVAR)来识别和分析陀螺输出数据。对比分析了纯白噪声特性和光纤陀螺实验数据中随机噪声类型和水平的辨识结果。结果表明,DAVAR能对光学陀螺长时间运行下的时变噪声特性进行有效识别和分析,准确地反映陀螺的动态特性。

光纤陀螺漂移误差动态Allan方差分析

提出采用动态Allan方差(DAVar,Dynamic Allan variance)方法对光纤陀螺实测数据进行分析,系统地分析了引起光纤陀螺漂移误差的随机噪声种类及其来源和特性,DAVar分析方法的优势在于不仅能确定各种随机漂移的系数,而且可以跟踪和描述信号随时间变化的稳定性。实验证明,DAVar分析是对光纤陀螺随机漂移进行研究的有效方法。

基于残差卡方检验和动态Allan方差的INS/GPS故障检测与定位算法研究

INS作为一种精密的仪器,容易发生由于自身老化或受到外界环境干扰出现故障无法正常工作的情况。因此,深入研究了INS/GPS的故障检测算法,提出了一种基于残差卡方检验和动态Allan方差的INS/GPS故障检测与定位算法。在系统层面,通过残差式卡方检验法,能够在组合导航系统出现故障时及时准确识别,并为后续的动态Allan方差法确定一个故障发生的时间段,大大减小了Allan方差的计算量。随后通过动态Allan方差法对惯性传感器时变特性的表征,从传感器层面准确识别出故障发生的位置,两者结合实现了INS/GPS系统故障的及时检测与准确定位。通过对仿真和实验数据的分析,验证了这种方法对INS/GPS故障检测及定位的有效性。