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。

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。

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。

一种建立全方位挠性陀螺寻北仪误差模型的新方法

误差源考虑不全面、计算误差不简便是目前分析挠性陀螺寻北仪的寻北误差时存在的两大问题。根据寻北误差对寻北结果的影响，可以从宏观上全面考虑所有的误差源，通过分析陀螺寻北仪输入输出之间的关系，将寻北误差分成了三个独立的类型；针对分析第二类误差时存在的计算误差不简便的问题，通过引入误差角x、ξ和δ，分析各坐标系之间的关系，建立了一个统一的误差解算模型。

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。

一种建立全方位挠性陀螺寻北仪误差模型的新方法（续）

为有效提高挠性陀螺寻北仪的寻北精度引入了基于误差角的寻北误差模型，从理论上分析了误差角和方位角的变化对寻北误差的影响，通过仿真进一步证明了理论分析的正确性，仿真结果还表明当方位角为0°或180°时由误差角引起的寻北误差将达到最大值，当误差角在0～1′变化时引起的最大寻北误差为24′，当误差角在0～30”变化时引起的最大寻北误差为9′，当误差角在0～10″变化时引起的最大寻北误差为3′，当误差角在0～1″变化时寻北误差接近为零。

基于多位置捷联寻北系统的位置点数分析

为了同时满足多位置捷联寻北系统的准确性和快速性的要求,简要介绍了多位置捷联式寻北系统的工作原理,推导出寻北测量的数学模型。同时分析了位置点数对寻北精度的影响和二者的关系式,并通过MATLAB软件进行了仿真。在转台一周平均选取六个方向,并在每个方向上进行六次测量。根据选取点数的方法,系统的快速模式选取了72点和90点进行了实验,而高精度模式则选取了120点、180点和240点。实验结果表明,在一定范围内随着位置点数的增加,寻北误差越来越小。然而位置点数的增加和系统的快速性是相互矛盾的,因此在保证系统的快速性的前提下,两种模式最终选择了90点和180点,满足了系统的要求,实现了高精度的寻北。

Error Analysis of a Dynamically Tuned Gyro Strapdown Northfinder

Aim To analyze the mathematical error model of a dynamically tuned gyro (DTG) strapdown northfinder in detail, guide the process of design, manufacture and adjustment of northfinder. Methods Each error source of this type of northfinder was determined, and the influence of each source on northfinding result was formulated. Results and Conclusion Under the guidance of the analysis, select relevant method for each source which has different effect on result to reduce northfinding error, a type of northfinder meeting the practical requirements of user was developed.