光纤陀螺寻北仪多位置寻北误差分析

在建立光纤陀螺(FOG)寻北仪误差模型和FOG误差模型的基础上,从理论上分析了FOG和加速度计的零偏、FOG零漂、地速和地磁场随方位的变化等对FOG、FOG寻北仪的影响以及FOG寻北仪产生多位置寻北误差的原因,并提出了减小多位置寻北误差的方法。最后,在FOG寻北仪中进行了实验,实验证明了理论分析的正确性和所采用的方法的有效性。

基于动调陀螺的多位置寻北仪的转位误差分析

针对实验过程中转台在每个转位处存在的转位误差对系统寻北精度的影响,介绍了动调陀螺多位置寻北仪的工作过程及真北解算原理,进行了转位误差对寻北精度影响的误差分析。运用误差理论和偏导数原理,推导出转位误差与寻北误差二者之间的关系模型。理论分析及实验结果表明,在相同寻北位置数的情况下,转位误差越小寻北精度越高;同时在一定的转位误差时,寻北位置数越多则寻北精度越高。根据理论分析,提出了两种不同的误差补偿方法。

多位置寻北误差与陀螺数据采样时间的关系

为了在规定寻北时间内确定最佳采样时间和提高寻北精度,针对多位置陀螺寻北仪寻北误差与采样时间的关系问题,以FOG二位置寻北方案为例,采用FOG寻北误差理论推导结果与寻北实验结果相比较的方法,结合FOG数据的自相关性理论分析结果,分析得到了多位置寻北误差随采样时间的变化规律:随采样时间的增加,寻北结果会产生寻北精度不稳定、基本稳定、寻北精度较高和寻北误差增大等四种情况;分析了寻北实验误差小于理论计算结果以及寻北精度并非一直随采样时间增加而提高的原因;提出采样时间极限的概念,并得到实验样机采样时间极限为120 s;提出确定采样时间的原则和选择最佳采样时间的方法,这对多位置陀螺寻北仪设计和提高寻北精度具有一定指导意义。

光纤陀螺寻北仪四位置转位机构设计及其控制

光纤陀螺(FOG)寻北仪利用光纤陀螺敏感地球自转角速率的水平分量,经解算获得载体参考轴与北向的夹角。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寻北的精度要求。该文详细介绍了光纤陀螺寻北仪转位机构设计、实现途径以及对寻北精度的影响。实验证实采用多位置转位机构达到了系统寻北的精度要求。

小波变换滤波在光纤陀螺水平多位置寻北中的应用研究

本文在简要介绍光纤陀螺特点和小波变换理论的基础上，通过对光纤陀螺建立数学模型，在建立的数学模型基础上推导了水平多位置寻北的计算公式，最后通过对光纤陀螺信号进行小波变换滤波，在一定程度上改善了寻北精度。

基于光纤陀螺零偏稳定性的高精度寻北方案

为了进一步提高光纤陀螺寻北系统的测量精度,提出了一种基于光纤陀螺零偏稳定性分析的寻北算法设计方案。首先,分析了光纤陀螺寻北系统的原理和影响系统寻北精度的主要因素,指明在寻北时间一定的情况下,需要根据光纤陀螺零偏稳定性的测试结果来平衡单位置积分时间及位置数,来达到较高的寻北精度。实验数据表明,本系统利用精度为0.03(°)/h的陀螺进行5min寻北测试,采用56位置法可以实现3′的寻北精度。此方法突破了传统寻北算法的参数选择标准,能够最大程度抑制陀螺的测量噪声,大幅提高寻北系统性能,对其它陀螺寻北系统的参数选择具有借鉴意义。

一种便携式倾斜基座光纤陀螺寻北仪设计

单轴旋转光纤陀螺寻北仪是一种基于捷联式惯性工作原理的快速、高精度、自主式定向装置。利用光纤陀螺测量平面内不同方向地球自转角速率在载体坐标系水平方向上的分量,通过解算得出参考方向与真北方向的夹角。在建立光纤陀螺寻北仪误差模型和光纤陀螺误差模型的基础上,设计了适用于倾斜条件下的便携式光纤陀螺寻北仪,分析了双位置、四位置寻北模式差异,完成了倾斜基座寻北补偿。本文讨论了便携式寻北仪的整体结构布局方式以及线路总体设计及其实现功能,利用F120H-M闭环光纤陀螺进行了半实物仿真验证及主要元件指标分析。

一种高精度角度定位装置

高精度角度定位装置是基于多齿分度技术,通过控制电路对转位电机和升降电机的控制,实现多位置高精度角度定位。该文详细介绍了高精度角度定位装置的结构设计和实现途径。实验结果表明,该装置最大分度误差小且重复定位精度高,可广泛应用于多位置法陀螺寻北。