摆式陀螺经纬仪粗寻北的新方法

针对现有摆式陀螺经纬仪粗寻北方法存在的不足,提出利用检测陀螺力矩实现陀螺经纬仪粗寻北的新方法。推导了陀螺力矩对轴承的水平作用力与陀螺主轴方位角之间的数学公式,在地球自转角速度相对陀螺转子角速度非常小的情况下,对公式进行了简化和仿真运算。采用该方法改进了某型号陀螺经纬仪的粗寻北,实验表明在不影响陀螺经纬仪测量精度的前提下,简化了操作程序,缩短了测量时间。

陀螺经纬仪自动粗寻北系统的设计研究

提出了一种利用电子罗盘实现陀螺经纬仪粗寻北自动化方案。通过分析电子罗盘的原理和影响其精度的因素，对电子罗盘进行了校准。设计了基于DSP的控制电路，根据电子罗盘的输出驱动系统指向粗北方向。实验结果表明：电子罗盘粗寻北系统的精度在±30’以内，完全满足使用要求，粗寻北时间由10-15min减少到1-2min。

全自动陀螺经纬仪中粗寻北系统设计

寻北过程自动化是陀螺经纬仪发展的必然趋势,设计了一种以MSP430单片机和电子罗盘为核心的自动粗寻北系统,明显地提高粗寻北速度及精度;单片机通过异步串口实时采集电子罗盘与真北方向角度偏差,控制精密转台旋转,直到仪器处于真北方位±30分以内为止;实验结果表明,系统寻北精度控制在预定范围以内,粗寻北时间也由传统的跟踪逆转点法所需的10分钟左右减少到现在的1分钟以下,为最终全自动寻北节省了时间。

陀螺寻北仪大偏北角粗寻北方法

为实现陀螺寻北仪在大偏北角情况下粗寻北,在大偏北角情况下,该文分别对不跟踪和跟踪状态下的陀螺运动特性进行分析后,针对陀螺运动特性,提出不跟踪及跟踪状态下的两种大偏北角的粗寻北方法,并分析了两种粗寻北方法;最后,对跟踪状态下的大偏北角粗寻北方法进行试验验证,分析了方法的有效性及寻北精度不足的原因,并根据分析结果提出设计高精度伺服系统的必要性。

陀螺寻北仪粗寻北新方法——角加速度计算法

为了实现摆式陀螺寻北仪的大偏北角粗寻北,文中分析了陀螺灵敏部大偏北角运动方程,在最大速度检测法的基础上提出一种新的粗寻北方法——角加速度计算法。文中首先对仪器设置大偏北角的粗寻北试验,然后使用低通滤波对粗寻北阶段陀螺速度信号进行处理,最后建立跟踪微分器求得角速度的微分信号即角加速度,代入公式求出粗寻北结束时壳体的偏北角,并对角加速度计算法的结果进行精度分析。试验结果表明,角加速度计算法精度为6.03″,精度较好,能够实现大偏北角粗寻北,具有良好的工程实践性。

动基座下粗—精寻北算法研究

介绍了陀螺寻北仪的工作基本原理及外界干扰对该系统的影响,选取正弦模型为基座晃动模型来模拟外界的干扰,采用粗—精寻北的组合寻北方法实现外界干扰情况下航向角、俯仰角及滚动角的解算;粗寻北采用均值法;精寻北针对噪声数据的统计特性未知的特点,采用抗野值的带Sage-Husa噪声估计器的自适应卡尔曼滤波改进方法,对比了野值对寻北结果的影响,并在不同的晃动幅值和晃动频率下进行了仿真,结果表明该方法精度高、抗干扰能力强,能有效地实现寻北解算。

电子罗盘在全自动智能陀螺寻北仪中的应用

提出了一种电子罗盘取代人工实现粗寻北的方法。根据电子罗盘原理,用DSP从电子罗盘串口实时采集系统与北方向的夹角值,并根据所得角度值驱动系统指向粗北方向,从而代替跟踪逆转点法实现陀螺仪粗寻北自动化。实验结果表明,电子罗盘粗寻北系统提高了机械陀螺仪的粗寻北速度,粗寻北时间由原来的10 min左右减少到1.5 min以内;粗寻北精度可以达到30′以内,满足了中天法精寻北要求。

全自动陀螺经纬仪寻北技术研究

分析陀螺经纬仪工作原理,探索实现陀螺经纬仪自动化的关键技术,设计了陀螺仪数字测量单元、陀螺仪灵敏部自动升降单元、粗寻北自动控制单元,经DSP和CPLD的总体控制协调,结合全自动寻北算法方案,完成了一种与精寻北相结合的自动化寻北系统的实验装置,实现光标自动采集、仪器操作的自动化与智能化、寻北结果的计算与显示等功能,测量时间为12 min时,寻北精度(1σ)为6.3″;测量时间为4 min时,寻北精度(1σ)为18.7″。