陀螺寻北仪二位置寻北方案

讨论了挠性陀螺寻北仪二位置寻北方案。二位置寻北方案是利用陀螺仪敏感在相差180°的两个方向上的地球自转角速率分量,准确解算出地理真北方向与陀螺轴向的交角,从而实现寻北的方案。该方案利用转位对消了陀螺的常值漂移,因此,大大降低了对陀螺精度的要求,已经成功的应用于我所研制的CFN系列寻北仪中。实践证明:对于双轴陀螺采用二位置寻北方案易于实现,精度较高。

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。

基于粒子滤波的光纤陀螺寻北方案

为了降低噪声对光纤陀螺(FOG)寻北的影响,提高寻北速度和精度,提出了一种基于粒子滤波(PF)的光纤陀螺寻北方案。首先基于单轴光纤陀螺能够敏感地球自转角速率水平分量的输出特性,建立非线性光纤陀螺寻北系统的状态空间模型和观测模型。根据粒子滤波的基本原理,以及在解决非线性系统估计问题上的优势,利用粒子滤波来解算出光纤陀螺敏感轴与真北方向的夹角。仿真实验结果表明,该方案不仅可以在20至30倍采样时间间隔内快速获得寻北结果,而且可以有效解决光纤陀螺常值漂移和随机噪声的影响,其精度优于基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的寻北结果。

对光纤陀螺寻北仪二位置寻北方案的改进

在传统二位置寻北方案基础上,针对光纤陀螺寻北仪提出了一种新方案。它将传统的水平面内旋转寻北改为竖直面内翻转寻北,所以不再需要像以往寻北仪那样在寻北时间和寻北精度之间进行折衷处理,可以在减少寻北时间的同时,提高寻北精度,并使寻北仪对光纤陀螺仪(FOG)和转台性能的依赖程度大幅降低。

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。

基于光纤陀螺的动态寻北方案

在陀螺罗经系统中，应用光纤陀螺（FOG）可使这种传统系统更具吸引力，因为它在重量、功率、预热时间以及成本方面具有很大的优点。本文介绍了一种基于FOG（它能够用于陀螺经系统）的新颖的动态寻北方案，描述了用于FOG地球信号的分析模型，并且通过锁相放大器模拟了地球信号，此外，开发了采用两个锁相放大器输出的一种寻北算法，这种提出的方案由开发出的算法组成，文中包含了模拟结果，以验证所提出方案的性能。

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′。

基于光纤陀螺的捷联寻北仪误差分析

光纤陀螺寻北仪的静态误差包括陀螺误差、倾斜角测量误差、安装误差、转位控制误差、物理量(纬度、地球重力加速度)误差等。分析各种误差对四位置寻北精度的影响机理,重点详细推导误差模型,并进行仿真验证。仿真结果表明:陀螺精度对寻北精度的影响最大;转位误差和安装误差的影响大于倾斜角测量误差影响,纬度误差影响最小;同时,除安装误差外,其他误差对寻北精度影响的大小都随纬度的增高而增大。在对各种误差深入分析的基础上,指出提高寻北精度的可行性方案,为高精度光纤陀螺寻北仪的研制提供了理论基础。