小波域中值滤波器在陀螺寻北仪中的应用

研究了利用小波变换消除陀螺干扰漂移的方法.通过对陀螺寻北仪两位置寻北方案的分析,表明陀螺随机干扰信号是影响系统精度的主要误差源.为此将中值滤波与小波阈值去噪相结合构造了小波域中值滤波器,并应用于陀螺数据处理中.寻北试验结果表明,该滤波器在有效对白噪声滤波的同时也能较好地去除脉冲噪声,与传统的去噪方法相比,寻北精度提高20%,对陀螺各种干扰信号具有很好的抑制作用.

光纤陀螺寻北仪控制系统的设计和实现

陀螺寻北系统在军事和民用领域具有极广阔的应用。该文介绍了一种使用光纤陀螺实现自寻北系统的实现方法。系统采用DSP和计算机相结合的方法，其中用DSP进行数据采集及系统控制，DSP和计算机以RS232串口方式进行通信，用计算机实现数字滤波、数据解算和实时状态显示，完成寻北。寻北结束给出初始方位角，并用激光光斑指示北向。已完成的系统根据采用陀螺精度不同，达到3～10mrad寻北精度，可以满足相应寻北精度要求的军事和民用目的。

陀螺寻北仪快速定向划线装置的设计

随着科学技术发展,高精度电子罗盘、陀螺寻北仪等定向设备的小型化、实用化、便携化,也使之在地震台站仪器定向画线上的使用成为可能,在一些实际应用中也取得了较好效果。但由于陀螺寻北仪定向画线方法仍然比较原始,就导致了在实际应用中出现定向效率不高等问题。通过设计辅助装置,优化陀螺寻北仪的定向画线方法,可以大大提高陀螺寻北仪的定向画线效率。

全国测震台站仪器方位角普查校正

针对测震台网台站方位角普查校正实际需要和方位角普查工作技术要求,提出测震台网台站方位标志安装、台站新安装地震计方位测定、已运行台站地震计方位角普查校正的操作方法,以及摆墩与摆坑型场地地震仪输出极性的检测判定方法。

FPGA在激光陀螺指北仪中的应用

激光陀螺指北仪中有较多的数字信号需要处理,包括对激光陀螺的计数、对光栅编码器的计数、驱动步进电机以及对部分电路进行状态检测等。用一片FPGA实现这些功能,不但减小了系统的体积,而且由于利用FPGA对激光陀螺进行脉冲细分而提高了精度。

光纤陀螺寻北仪原理及其应用

陀螺寻北仪作为一种定北装置,在军事和民用定向中应用愈来愈多。此文介绍了一种新型陀螺寻北仪——光纤陀螺仪。在对光纤陀螺仪作了简单介绍的基础上,阐述了光纤陀螺寻北仪的原理及其应用。

基于动调陀螺的单轴平台寻北仪及其误差分析

针对实验中发现的某寻北仪方位漂移与固定该寻北仪的载体的初始方位近似成180°周期函数关系的现象,基于动调陀螺单轴平台寻北仪的基本工作原理,导出了陀螺漂移对寻北仪方位稳定性产生影响的微分方程,并就陀螺漂移的各种不同情况对寻北仪方位稳定的影响进行了仿真分析。结果表明陀螺漂移是导致寻北仪系统出现此现象的原因。

陀螺寻北仪现场校准方法研究

针对现有车载陀螺寻北仪无法现场校准的问题,借鉴陀螺寻北仪实验室校准原理,以及使用的测量标准装置,提出用传递比较测量实现陀螺寻北仪现场校准的新方法。该方法以高精度陀螺经纬仪为传递标准,在外场对平行光管和平面镜进行引北赋值,使其作为陀螺寻北仪现场校准装置的方位角标准,进而对车载陀螺寻北仪进行校准。经实践证明,该方法准确、可行,可供陀螺寻北仪外场测试参考。

一种实用旋转调制式陀螺寻北仪的设计

提出一种实用的旋转调制式陀螺寻北仪结构,由1个单轴光纤陀螺(FOG)、2个石英加速度计和旋转机构组成,完成寻北的同时还可以得到具有一定精度的纬度信息。推导了寻北原理公式。基于递推最小二乘法开发了实用的算法,以消除陀螺漂移和噪声对寻北精度的影响。进行了误差分析,指出影响寻北精度的重要因素是陀螺漂移的稳定性,对寻北精度进行了理论计算。研制原理样机进行了8位置寻北试验,结果表明:3min内方位角估计值进入0.1°误差带,重复性精度可达0.071°,纬度精度可达0.068°.

捷联寻北仪方位角误差分析

应用捷联惯导系统的基本理论研究了动力调谐陀螺寻北仪在有姿态时,由于坐标不一致性和纬度的计算误差引入的寻北误差,为全方位补偿和姿态补偿提供了理论探索。仿真和实际系统结果表明,由方位角引起的方位角误差与纬度及姿态有关。

光纤陀螺静态寻北算法的误差分析

以光纤陀螺静态寻北原理为基础，建立了3种常用寻北算法的误差模型，并定量计算算法中参数对寻北误差的影响。对3种模型的分析仿真结果表明，四位置寻北算法的寻北精度高，算法比较稳定，对纬度等寻北参数的敏感度小。

激光陀螺任意二位置寻北仪及误差分析

介绍了一种激光陀螺任意二位置寻北仪,可在一定程度上节省整个寻北过程的时间,推导了全姿态下的寻北解算公式。为提高整个系统的寻北精度,从理论上分析了陀螺漂移误差、系统圆周误差和转位误差对任意二位置寻北的影响,建立了误差数学模型,并提出了减小寻北误差的方法。仿真结果表明,水平状态下的转位误差引起的寻北误差是一个常量,大小为转位误差的一半;为保证足够高的寻北精度,要求寻北仪在使用过程中转角μ≥40°,纬度φ≤70°。寻北实验结果进一步验证了仿真结果的正确性,与理论分析结果相吻合。

西昌台网地震仪方位角校正

根据对测震台网台站方位角普查校正的工作要求,四川省地震局西昌测震台网采用STH-2型陀螺寻北仪对台网地震台站地震仪进行了方位角校正、方位标志安装和地震仪输出极性检测。通过陀螺寻北仪与地质罗盘仪定位地理正北方向两种方法相比较表明,采用陀螺寻北仪具有精度高,不受外界磁场或其它环境的干扰和影响的优点。在实际工作中发现大部分地震台站方位角偏差超过规范要求。经校正后,台网所有地震台站方位角偏差小于1°,符合规范要求。同时也进一步提高了西昌测震台网的地震观测资料的可靠性和地震分析处理精度。

单陀螺定位定向导航系统的设计与实现

以某武器系统安装的定位定向导航系统为基础,提出了只用一个陀螺完成定位定向导航功能的全新设计方案。介绍了以嵌入式计算机PC104为核心的系统组成,描述了新方案中的双轴平台结构及系统各部件的功能实现。针对系统特点给出了三位置法寻北的寻北解算方程,说明了利用单陀螺完成导航任务的航迹推算原理。系统具有结构简单、体积小、费用低等特点。

一种任意二位置陀螺寻北模型及其数据处理技术

为提高寻北系统的寻北效率,提出了一种任意二位置陀螺寻北模型,可以在相差较小的2个位置进行信号采集,减少转台转动时间,在一定程度上节省了整个寻北过程的时间。为进一步提高寻北精度,引入小波阈值消噪方法,提出了一种新的双参数可调阈值函数,表达式简单,无需分段取值易于计算。研制原理样机进行了任意二位置寻北试验,结果表明:160 s内的寻北精度优于0.02°,在一定程度上节省了寻北时间,新阈值函数消噪大大提高了寻北精度。

基于旋转调制技术的高精度陀螺寻北仪

陀螺动态寻北算法目前普遍采用动态测试结合数据拟合的方法,针对此方法处理动态测试数据存在去噪效果不强、数据存储运算量大的缺点,提出一种基于互相关函数消噪的快速动态寻北方案,推导了寻北原理公式。该方法先利用连续恒速的机械旋转将激光陀螺和加速度计的输出信号调制成一定频率的三角调幅波;然后,根据互相关函数同频相关,不同频不相关的性质,取两路相同频率的基准信号分别计算与陀螺和加速度计输出信号的互相关函数,以消除惯性器件漂移和噪声对寻北精度的影响。仿真结果表明,新算法可实现全姿态下的高精度陀螺寻北,30 s的方位角和姿态角误差小于0.01°。寻北实验结果表明,该算法对惯性器件测量过程中的各类噪声有很好的抑制作用,5 min寻北标准差达到32.7″,基本满足高精度寻北的需求。

一种实用的激光陀螺寻北仪数据处理技术

本文针对车载环境下单位置激光陀螺寻北仪的输出信号进行了分析处理,设计了FIR低通数字滤波器抑制高频扰动,设计了一种利用加速度计进行陀螺误差补偿的低频扰动的抑制算法。Matlab仿真结果表明,本文的方法能够有效地抑制扰动,提高寻北仪寻北精度。

速率偏频激光陀螺寻北仪设计

设计了一套高精度的速率偏频激光陀螺寻北仪样机。样机主要由90型速率偏频激光陀螺和高精度单轴一体化转台构成,采用东西向二位置寻北方案,通过滑动平均法处理采样数据,降低量化误差的影响。在地理纬度28.2°处进行寻北实验,结果表明,静基座条件下200s寻北精度优于16″。