激光陀螺仪惯性导航教学实验平台开发

针对现有惯性导航实验教学平台的仪器设备价高量少的状况,设计了一种面向实验教学的激光陀螺仪惯性导航平台。该平台包含激光陀螺仪、电动转台、控制器、数据采集软件、计算机等。开展了激光陀螺仪的驱动及控制、激光陀螺仪与电动转台的标定、激光陀螺仪角速率数据采集软件的开发及优化实验。结果表明:该教学平台具有成本低、精度高、开源性好等优点,可以广泛应用于本科和研究生教学。同时开发了用于实验教学的激光陀螺仪的器件特性、多位置寻北等系列实验,零偏稳定性达到0.01°/h,寻北误差<0.064°。

车载激光捷联惯导系统的快速初始对准及误差分析

研究车载激光陀螺（RLG）捷联惯导系统的快速初始对准技术．采用双位置对准的技术方案，给出了双位置初始对准的基本原理及软件流程，对对准精度进行了实际测试，并对影响对准精度的误差源进行了分析．双位置对准方案，消除了陀螺常值漂移和加速度计零偏对对准精度的影响．此外，在对准的同时标定出3个陀螺常值漂移和3个加速度计零偏，在导航状态予以补偿，有效地提高了导航定位精度．

单激光陀螺捷联寻北系统

论述了单激光陀螺捷联寻北系统的组成及工作原理,给出了寻北及姿态解算的数学模型和系统的软件流程,该系统在实验室内的测试结果为:寻北误差小于0.24°,寻北时间小于5min,姿态误差小于0.1°.

速率偏频激光陀螺寻北仪标度因数的在线估计

为满足高精度寻北的工程需求,针对激光陀螺内部腔体温度变化和锁区不稳定性等因素会使速率偏频激光陀螺标度因数发生缓慢变化的问题,提出了在线估计标定因数的方法,并研究了速率偏频激光陀螺寻北仪及其标度因数测量误差。首先,通过标度因数实验研究其变化规律;然后,仿真分析了激光陀螺标度因数测量误差对寻北精度的影响;最后,根据陀螺测量值周期重复变化规律,提出了一种在线一阶递推估计标度因数变化的算法,通过引入单轴转台的角度测量值,得到了标度因数的变化参数。仿真分析表明,该算法对速率偏频激光陀螺标度因数变化的估计误差优于1×10-6,由标度因数变化引起的寻北标准差减小至2″左右。寻北实验结果表明,该算法能够有效抑制标度因数变化引起的寻北误差,5 min寻北标准差达到24″,基本满足高精度寻北的需求。

基于环形激光陀螺调制输出的寻北系统

利用环形激光陀螺对角速度输入量具有较高灵敏度的特点 ,提出了一种新型的激光陀螺寻北系统。将一环形激光陀螺垂直安装在水平的恒速转台上 ,使输入轴与台面平行 ,通过测量地球自转角速度的北向分量 ,实现寻北过程。通过与其对称放置的加速度计可以测量出由于轴系安装和系统调平引起的台面倾斜误差 ,从而对激光陀螺的数据输出量进行补偿。同时采用单周期多位置采样技术和多周期重复测量的方法 ,有效地抑制了激光陀螺的测量噪声 ,最大限度地减少了随机误差和系统误差的影响 ,提高了系统的寻北精度 ,适合多种领域的需要。

激光陀螺罗经寻北及其误差分析

根据地—地战术导弹作战运用特点,提出了采用单激光陀螺三位置寻北提供初始对准基准的方案,分析了本方案的寻北误差并提出了减小误差的方法,为研制适应地—地战术导弹发射初始对准需要的激光陀螺罗经寻北仪提供参考。

激光陀螺罗经寻北及其误差分析研究

根据地地战术导弹作战运用特点,提出了采用单激光陀螺三位置寻北提供初始对准基准的方案,分析了本方案的寻北误差并提出了减小误差的方法,为研制适应地地战术导弹发射初始对准需要的激光陀螺罗经寻北仪提供参考。

激光陀螺快速寻北仪的研究

采用激光陀螺作为敏感元件,研制了一套小型、快速、高精度寻北系统。其基本原理为利用地球自转角速度在陀螺敏感轴方向上的分量随敏感轴与真北方向夹角变化的规律来确定北向。并在该基本原理的基础上,建立了数学模型,得出了计算表达式;然后对测得数据进行曲线拟合,得到拟合系数,进而求得激光陀螺敏感轴与北向的夹角,确定北向。

单激光陀螺罗盘寻北误差建模及滤波技术

传统吊带式陀螺罗盘系统短时间快速寻北精度较低,对环境的适应能力差。为提高陀螺罗盘寻北性能,提出使用单激光陀螺作为测量元件的二位置罗盘寻北方案。考虑到激光陀螺输出数据特性以及陀螺罗盘系统应用条件,通过对激光陀螺误差源进行分析,确定针对陀螺输出数据使用惯性环节滤波和滑动平均的组合滤波方法。以低精度激光陀螺实验数据进行仿真计算。滤波前后信号对比明显,说明滤波方法对噪声信号抑制效果明显;寻北结果达到4′的精度且收敛速度较快,证明了方案的可行性。