连续旋转式寻北仪的寻北算法及信号处理

研究一种连续旋转式寻北仪.推导了该寻北仪在无姿态下的寻北解算公式.为了提高系统的寻北精度,对其干扰源进行了分析,采集了陀螺和加速度计的信号,根据其信号特点提出了基于快速傅里叶变换(FFT)的滤波方法,应用该方法对陀螺单次寻北数据进行了滤波,并与原始数据作了比较.在此基础上提出了对多次寻北结果采用多周期平均的数据处理方法.实验结果表明,系统在精确调平状态下寻北340 s即可达到0.008 3°的寻北精度.     

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。     

自由陀螺式静电陀螺找北仪原理与系统测试

提出了自由陀螺式静电陀螺找北仪的原理，并给出了系统测试结果。自由陀螺式静电陀螺找北仪采用角度法寻北方案，在工作中陀螺处于自由状态，通过光电传感器观测陀螺转子的表观运动角度，经过数据处理，得出方位角。为了降低陀螺漂移逐次启动不重复性对寻北精度的影响，系统引入两位置差动测量方法。实验表明，依据提出的方案研制的静电陀螺找北仪寻北时间小于３０ｍｉｎ，寻北精度可达１５″     

光纤陀螺寻北滤波方案研究

提高寻北精度和缩短寻北时间是光纤陀螺进行方位寻北需要解决的主要技术问题。本文通过采用粒子滤波算法对光纤陀螺的噪声和零位漂移进行滤除和补偿,并建立多位置寻北模型。根据陀螺的实测值,用计算机仿真的方式解算出真北方向。分析比较结果显示,粒子滤波算法可以在保证寻北精度条件下实现快速寻北。证明了该方案的可行性和实用性。     

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．     

抗野值自适应Kalman滤波及其在陀螺信号处理中的应用

针对陀螺漂移信号中野值的不良影响，从简化的自适应Kalman滤波算法出发，设计了抗野值的自适应Kalman滤波方法．通过在某型号高精度寻北仪上的试验验证，用该方法处理后所得方差为9．0809”，而常规Kalman算法所得方差为17．6919”，计算结果有所提高．试验证明，采用该方法不仅能够有效提高寻北仪的寻北精度，而且对系统的量测噪声不敏感。     

基于小波域隐马尔可夫模型的信号处理技术研究

研究寻北仪惯性传感器信号处理问题,采用基于小波域的隐马尔可夫模型(WHMM),对连续旋转式寻北仪陀螺的输出信号进行降噪处理. WHMM使用混合高斯模型描述小波系数的分布特性,隐状态间的概率转换描述不同尺度小波系数间的相互关系,并采用期望极大化(EM) 算法对模型参数进行训练. 通过训练得到的WHMM估计真实信号的小波系数,将估计出的小波系数进行逆小波变换,实现信号的降噪处理. 应用实例表明,该方法对陀螺输出信号有效地进行了降噪处理,抑制了干扰,提高了寻北精度.     

陀螺寻北仪中的控制回路设计

陀螺寻北仪是一种测出真北的仪器,在军事上及工业上有着广泛应用.好的陀螺寻北仪对寻北的时间、精度都有很高的要求,其关键在陀螺本身的精度以及力反馈控制回路和转位机构回路的控制器设计.应用Matlab软件仿真并设计了数字PID控制器,数字化伺服系统使得系统小型化,直接修改软件使得现场调试很方便,DSP的应用可以对信号做算法处理,这些保证了寻北时间短,精度高.     

基于四位置法旋转调制寻北仪的轴向摆动分析

四位置寻北法是寻北仪寻北方法中精度最高,系统组成最简单的寻北方法。无论转台台面倾斜与否,只需要一个陀螺即可完成寻北。但是在实际中,转台转轴肯定会有一定程度的摆动,这会使寻北精度大大降低。为了分析和解决这一问题,对转轴摆动情况下经过加速度计补偿后分别进行寻北仿真。仿真结果表明,在转轴摆动稍大的情况下,传统旋转调制寻北方法寻北误差很大,无法进行寻北;在经过加速度对摆动角进行补偿后,无论转轴摆动多么剧烈,寻北结果都没有很大波动,可以达到寻北要求。从而可以大大减小对寻北仪样机机械加工的精密程度要求,大大减小加工成本。     

神经网络在捷联式寻北仪中的应用研究

介绍扫联式寻北仪的工作原理,研究当车体受到随机干扰时如何提高寻北仪的寻北精度问题,神经网络对非线性曲线具有较好的曲线拟合能力,用神经网络模拟寻北仪输出信号,用神经网络和低通滤波器相结合的组合滤波器对寻北仪输出数据进行处理,当系统受到冲击干扰时,用神经网络的输出代替实际传感器的输出,通过对实际的带有干扰的信号滤波结果表明,该组合滤波器能较好地抑制随机干扰对寻北结果的影响。     

捷联航姿系统中陀螺随机常值漂移的校正

本文提出了一种对系泊晃动基座上捷联式航向姿态基准压系统中陀螺随机常值漂移误差进行校正的位置校正法。通过数字滤波器将捷联系统姿态误差角的纵横摇误差角的舒拉周期量滤除,利用系泊时地理位置不变,将它作为观察量,对陀螺随机常值漂移误差进行辨识、校正。仿真结果表明,此方法的校正精度较为满意。     

光强稳定技术在四频差动激光陀螺稳增益控制中的研究

研究四频差动激光陀螺的稳增益控制技术,建立陀螺增益的物理模型,并分析误差因素。设计通过稳光强来稳增益的方案。实验结果表明,室温下稳光强模式和传统稳流模式相比,四频差动激光陀螺的开机零漂减小0.001 6°/h,长时间零漂减小0.002 9°/h。这对于陀螺性能改善有一定参考价值。     

姿态稳定用双轴陀螺仪

研究用于姿态稳定系统的双轴液体动力陀螺仪.介绍了陀螺仪的基本工作原理,由建立的陀螺仪力矩方程推导出陀螺仪的数学模型.用速率突停的方法测试陀螺仪的输出信号,并根据试验结果建立了简化的系统传递函数.由简化传递函数可以看出,陀螺仪的输出信号中既有载体的角度信息又有角速度信息,两分量的大小取决于时间常数的大小.     

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 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。     

近似非线性滤波在陀螺漂移误差模型辨识中的应用

提出了应用近似非线性滤波技术，辨识陀螺漂移误差模型的方法。这一方法可以由伺服法测试数据中分离出陀螺漂移误差曲线，并通过粗精两种估计，能精确地辨识出陀螺误差模型。对静电陀螺仪实验数据分析结果表明，文中提出的方法完全能满足高精度陀螺仪漂移误差模型的建模要求。     

基于磁强计和MEMS陀螺的弹箭姿态探测系统

为解决弹道修正弹箭中捷联式姿态测量系统误差随时间不断积累的问题,设计了一种由二轴磁强计和MEMS陀螺构建的低成本弹体姿态磁-惯性测量系统,利用磁强计测量的地磁信息修正MEMS陀螺解算的姿态角误差. 在此基础上,提出了将两轴地磁信号解算滚转角融入陀螺解算的姿态优化算法,研制的原理样机在二轴转台上进行了测试. 有限的试验表明:在一定条件下,该测量系统可有效抑制陀螺漂移引起的姿态误差,能可靠地用于弹道修正弹箭的姿态测量.      

船用空间稳定型惯导系统静基座误差分析

推导了用于地球表面导航的船用空间稳定型惯导系统误差方程,通过求解静基座状态下的系统误差方程,分析了各类误差源对空间稳定型惯导系统的影响.理论分析及系统仿真实验表明各误差源中只有陀螺常值漂移会引起随时间而发散的误差,其他误差源只引起周期性振荡误差和常值误差,并且空间稳定型惯导系统的位置误差和速度误差以舒勒频率和地球频率进行传播.     

摆式客车倾摆控制系统输入延迟补偿方法

运用在线检测信号作为倾摆控制系统参考信号的摆式列车,由于低通滤波会造成信号滞后.对滞后的补偿,目前主要是运用陀螺仪、轨道负荷分配差异方法.提出横向未平衡加速度信号预测法,来补偿由于滤波造成的加速度滞后,给出了建立参考输入信号的算法.研究表明：运用信号预测法,不必测出曲线超高及半径的具体值,可以不使用陀螺仪及轨道负荷检测装置,滤波可由软件或硬件实现,节约成本;对滞后时间不同的车辆,设置不同的启动阈值,不仅可保证倾摆的正确性,而且保证了控制参考输入信号的实时性.     

关于动力调谐陀螺8位置法漂移测试的研究

通过8位置法对动调陀螺漂移进行测试，讨论测试系统的组成和分析测试过程以及应用最小二乘估计对测试数据的处理方法，通过测试来找出误差源以提高测试精度，使得测试数据更加接近陀螺的实际情况，通过分析陀螺的漂移误差，寻求合适的补偿方法以减小其影响。