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。     

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。     

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.     

静电陀螺寻北仪的力学原理

静电陀螺仪是当今世界上精度最高的陀螺仪,研制静电陀螺寻北仪是为了寻求高精度的方位测量仪器。采用静电陀螺仪组成寻北仪可采用以下两种方式：力反馈方式和自由陀螺方式。前者水平方向包含两个力反馈回路,通过测量反馈回路电流得出方位角。后者陀螺自由转动数分钟,通过测量静电陀螺水平轴偏角得出方位角。该文讨论了力反馈方式和自由陀螺方式静电陀螺寻北仪力学原理,其中包括两种方式下坐标变换及获得方位角的算法推导,并得出结论。     

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．     

静电陀螺寻北仪中的磁干扰

电磁兼容性的问题尤其对采用静电陀螺作为核心元件的高精度寻北仪越来越显得重要。有关静电陀螺的文献对于静电干扰讨论较多,本文则侧重对静电陀螺寻北仪中的磁干扰进行讨论。磁干扰包括外部磁干扰和内部磁干扰,外部磁干扰可通过严格的电磁屏蔽加以排除,对于内部磁干扰本文推导了有关数学关系式,必要时可以加以补偿。     

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.     

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°。     

静电陀螺寻北仪静电力干扰的仿真分析

以静电陀螺仪为核心部件的静电陀螺寻北仪是一种高精度的寻北仪器,其中静电力干扰是主要干扰源之一。本文针对静电陀螺寻北仪中的静电力干扰进行仿真分析。图形仿真结果直观地表明了转子的二次谐波、三次谐波,沿ｘ轴、ｙ轴相对电极的面积差,沿ｘ轴、ｙ轴的电极错位以及转子中心相对电极中心的偏移对干扰力矩影响的性质及大小。仿真结果可作为结构及系统设计的参考。     

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。     

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″     

一种非匀速连续旋转寻北的新方法

连续旋转寻北方法是一种新的动态寻北方法。但是要求转台连续旋转过程中转速为匀速旋转,这对电机控制和转台机械加工提出了很高的要求。实际实现起来有一定的困难。研究了一种连续旋转寻北在非匀速旋转情况下的新的寻北方法。在非匀速旋转过程中进行采样、数据处理。仿真结果表明,该方法在转台非匀速旋转的情况下仍能达到很好的寻北精度,与匀速旋转时传统动态寻北方法精度相当,可大大降低寻北仪的加工成本。     

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.     

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。     

浅析光纤陀螺的发展动态

光纤陀螺是属于惯性技术范畴的一种惯性仪表。光纤陀螺也是光电子技术范畴的一种光传感器,光纤陀螺是惯性技术与光电子技术紧密结合的产物。     

自动化陀螺经纬仪中阻尼力矩器的设计

阻尼力矩器的实现原理及控制是自动化陀螺经纬仪实现快速寻北过程中的一个十分重要的环节.传统的电磁线圈式阻尼力矩器机构复杂,装配难度较大,零位稳定性较差.本文中分析了陀螺房体在施加阻尼力作用后的运动微分方程,提出了一种采用圆型板转子阻尼力矩器对陀螺房体施加阻尼力矩,实现快速寻北的方法;并实际介绍了该阻尼力矩器的设计原理和方法,给出了控制方程.研究表明,采用该阻尼力矩器具有简化输电结构、减小整机外形尺寸、增加仪器零位稳定性的优点.     

基于B-小波提高寻北仪抗基座扰动的能力

为消除静基座寻北时外部基座扰动对寻北仪精度的影响，提出采用波形反对称的三阶B-小波对寻北仪原始输出信号进行滤波处理，通过对多尺度下小波变换模极大值的分析，可以确定低频基座扰动在时域上的作用点，从而消除受污染数据对寻北精度的影响，利用实测数据进行的仿真表明，该方法能有效地提高寻北仪抗基座扰动的能力。     

惯性定向装置计算机控制系统设计与实现

针对惯性定向装置计算机控制系统的准确控制和快速解算,搭建了一个全新的计算机控制系统.以飞思卡尔16位单片机MC9S12XEP100为主控芯片,辅以不同功能的的硬件电路和软件算法,实现了惯性定向装置的信号采集、串口通讯、故障检测和误差补偿.同时建立了加速度计和陀螺仪的数学模型来分析惯性定向装置可能存在的误差,并从原理出发提出了相应的补偿和标定方法.理论分析和实验结果证明,该惯性定向装置的单点重复性好、寻北精度高、寻北时间较短,满足精确快速寻北的要求.