电控陀螺罗经的机动误差及其补偿方法

陀螺罗经的找北过程是和它的摆性密切相连的，因此在船舶机动航行时总会产生惯性误差。电控陀螺罗经由于摆和力矩装置之间的联结是可调的，因此有可能采取一些有力的措施以减小惯性误差。本文分析了船舶机动航行时电磁摆的输出特性。如果对这、纬误差没有采取加知补偿的措施，电控陀螺罗经还是要按舒勒周期考虑参数设计。如果对速、纬误差已采取补偿措施，就不必遵循舒勒周期了。陀螺主轴就应力图保持在水平、真北位置。机动航行时摆有输出信号，因而导致陀螺罗经产生误差。通常船舶的机动航行时间比起正常的罗经周期要小得多，因此惯性误差实际上和北向速度相关。对于单独的陀螺罗经，北向加速度的真值是不好测量的。我们可以利用船舶的速度信号设计补偿装置以大大减小陀螺罗经的惯性误差。     

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。     

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。     

寻北仪寻北方法研究

一、概述惯性寻北技术是惯性技术领域的重要组成部分,是现代信息化战争中确保武器系统快速、机动、精确打击的重要保障技术之一。因此,国际上众多发达国家均在发展高性能战略、战术武器的同时,也投入大量人力,物力研制开发精度更高、更快速寻北的系统。无论气浮陀螺、液浮陀螺、光纤陀螺、磁悬浮陀螺、激光陀螺寻北仪,都可以全天候可靠地工作,不受外部环境如地球磁场、地形、气候的影响;都可在没有任何外部方位信息情况下实现自主寻北功能,测出当地地理北向。     

某4.5m车载天线开环控制标校

研究了如何通过开环控制系统完成天线的快速对星,通过对塔电测和大地测量使天线的光轴和电轴重合,通过确定光轴的指向来确定电轴的指向,再将电轴指向与寻北仪和双GPS等定位定向装置的读数对比,得到电轴指向和定位定向装置的固定关系,依据此关系修改跟星的控制程序,最终实现开环控制系统下的快速跟星。     

采用数据处理方法提高车载捷联式寻北仪的精度

本文采用数据处理方法来提高车载捷联式寻北仪在受到外界干扰时的寻北精度.详细分析了捷联式寻北仪的寻北原理和外界干扰产生寻北误差的原因,提出了低通滤波方法和两种类型的统计分段方法.试验数据和仿真结果表明,所提出的方法对于寻北仪抑制某些外界干扰从而提高寻北精度是非常实用和有效的.     

基于极大似然估计法的磁力计误差补偿算法

针对现有三轴磁力计误差补偿速度慢、需要外部辅助设备、磁力计和惯性传感器组合存在多传感器轴位敏感重合误差问题,提出了一种基于极大似然估计法(maximum likelihood estimation,MLE)的快速有效的磁力计误差补偿算法.根据传感器组合系统中误差来源建立测量误差模型,建立高斯分布的极大似然参数估计模型,用牛顿最优法解算出误差补偿参数,并给出求解理想初始值的算法.仿真数据显示,补偿后的磁力计航向角解算精度达到0.81°,相比补偿前精度提高94.9％.实验结果表明,该算法可简单快速的实现误差补偿,多传感器轴位敏感重合误差得到校准.     

动调陀螺寻北系统及其误差分析

论述了动力调谐陀螺寻北系统组成及基本工作原理，推导了系统寻北解算的数学模型，并进行了详细的误差分析，系统在实验室内的测试结果为：寻北时间小于５ｍｉｎ，寻北误差小于０．０６°姿态误差小于０．０６°。     

基于MEMS惯性技术的延转姿态角测量误差补偿研究

本文介绍了基于MEMS惯性技术,载体在水平面上廻转时产生的姿态角测量原理,运用在线误差补偿技术,针对因MEMS惯性器件加速度效应误差不均衡,导致的翅转姿态角测量误差进行实时补偿。提高了姿态测量装置题转姿态角的测量精度。     

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.     

微机在陀螺找北装置中的应用

陀螺找北装置是利用陀螺仪的定轴性和进动性原理而制成的一种自主式导般系统,适应于全天候作业。本文介绍用捷联式初始对准原理构成装置的数学模型,并采用16位微处理系统进行误差补偿、控制和计算,实现快速自动找北。     

陀螺定向实验教学系统的研发与应用

为了优化传统陀螺定向实验教学模式,该文研发了陀螺定向实验教学系统。首先介绍了陀螺定向原理和陀螺全站仪的基本组成;然后阐述了陀螺定向实验教学系统原理、组成和功能等,并给出了陀螺寻北测量模块的核心算法;最后分析了实验教学系统在课程实验教学环节的应用,主要可完成陀螺全站仪室内教学、观摩及演示。利用其直观简明的界面可以让学生对陀螺全站仪的原理和寻北方法有更加深刻的认识,提高了定向实验教学质量和水平。     

捷联惯性测量组合快速位置标定

根据捷联惯性测量组合的测量误差数学模型,分析了在进行位置标定时地球自转角速度对惯性测量组合的陀螺仪和加速度计输出的影响.对惯性测量组合不同位置下的输出公式进行运算,抵消掉了含有方向的量,得出了捷联惯性测量组合的误差参数,从而提出了1种使用数据处理方法无需精确对北的快速位置标定法.实际标定实验表明:应用该方法可以缩短测试时间,降低测试成本.     

基于蒙特卡洛方法的惯性元件误差模型分析

为了减小惯性元件误差对捷联惯导系统的影响,将蒙特卡洛方法应用于惯性元件误差模型的分析,并编制了一套在RTLinux下运行的软件.利用轨迹发生器和导航程序,通过对各误差系数的选择、采用拉丁超立方和对偶变数相结合的抽样方法抽样,分析各误差项对导航精度的影响.在此基础上,提取出简化的误差模型,并对简化模型进行评定,选择符合要求的作为适用模型,从而可以利用该模型进行惯性元件的误差补偿以提高捷联惯导系统精度.惯性元件误差模型分析作为导航系统测试平台的一部分,已经应用于工程实践.     

MIMU在不同情况下的可观测性分析

基于微机电系统(MEMS)技术的微惯性测量单元(MIMU)在体积、重量、功耗都具有显著优势,但是其较大的惯性器件误差限制了其应用范围。通过引入旋转调制技术抑制其影响,使得MIMU能够实现寻北应用,目前这方面已经得到比较多的研究。但是不足之处在于缺乏对MIMU的可观测性分析,而状态是否可观测与Kalman滤波能否准确估计误差状态量是紧密联系的。该文针对MIMU在静止、多位置、连续旋转3种情况下,基于实测数据用Kalman滤波分析其可观测性。结果表明:静止情况下MIMU的航向姿态角误差很大,无法自对准;通过绕航向轴及俯仰轴旋转的多位置方案,可以使得MIMU的误差状态量完全可观测;连续旋转情况下,Kalman滤波可以在较短时间内估计出航向角及天向加速度计零偏,并在一段时间后估计出方位陀螺漂移,但是无法准确估计出水平方向的陀螺漂移及加速度计零偏,不过寻北算法可以估计出水平方向的惯性器件常值误差。该研究结果为提高MIMU自对准精度以及评估其性能提供了途径和理论依据。     

基于四位置转位法实现激光捷联惯性测量组合标定

分析了激光陀螺仪和加速度计的误差补偿模型以及激光捷联惯性测量组合的误差补偿方法,基于四位置转位法实现了激光捷联惯性测量组合在双轴位置转台上的误差参数标定,标定结果表明,该方法能够保证激光捷联惯性测量组合的误差参数标定精度,并且具有对标定设备要求低、转动位置少、操作简单等优点,具有一定的工程应用价值。     

激光陀螺捷联惯性导航系统中惯性器件误差补偿技术

为了提高激光捷联惯性导航系统的导航精度，对惯性器件误差进行了原理上的分析和说明，并针对由国内某型激光陀螺构成的惯性测量器件进行了误差分析，在此基础上建立了误差补偿的精确数学模型，提出了一种简易的且具有较高精度的误差模型参数静态标定方法，给出了计算误差模型参数的数学推导过程和解析表达式。分析结果表明，惯导系统误差主要由惯性器件测量误差引起，为了有效补偿惯导系统的系统误差，必须针对具体的惯性器件进行误差补偿，实际测试结果证明，该计算方法精度较高，可以有效提高惯导精度。     

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 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°。     

四阶龙格库塔法在激光陀螺捷联惯性导航系统中的应用

在激光捷联惯性导航系统中,应用四阶龙格库塔法求解载体速度增量,有效地解决了载体转动过程中三轴陀螺角速度变化对速度的影响,通过与三轴加速度计实测的X,Y,Z方向的加速度叠加,大大减少了导航中速度的累积误差,保证了捷联惯性导航系统在地理坐标系东北天中实时测量载体的三轴运动速度,以及载体航向、横滚、俯仰的快速实时输出,提高了纯惯性导航系统姿态精度和定位精度.动静态寻北、导航实验及捆绑载体测量其姿态跟踪性能的测试结果表明,寻北精度CEP小于0.5密位,横滚、俯仰精度误差小于0.3密位,里程计组合导航精度误差小于1‰.     

旋转调制式寻北仪滤波技术研究

研究用机械旋转和数字滤波的方法提高寻北仪精度.利用连续恒速旋转方法对陀螺信号进行调制,用积分方法进行解调,以抑制陀螺常值漂移、漂移趋势项和刻度因数误差对寻北精度的影响,用设计的低通滤波器对含有随机漂移和系统干扰的陀螺信号进行滤波.实验结果表明这两种措施可有效提高寻北仪方位角估计精度.