小波去噪技术在捷联寻北仪中的应用

为了提高捷联寻北仪在动态干扰下的精度,采用小波去噪法对寻北仪的原始输出信号进行处理.通过对多尺度下信号的小波变换系数及模极大值的跟踪,发现有用信号为平稳信号,而干扰信号的模极大值并不都随尺度的增加而减少,因此提出模极大值与软阈值相结合的方法.对随尺度增大的模极大值用其左右相邻几个非模极大值平均值替代,滤去李氏指数大于0的干扰信号;对李氏指数小于0的噪声采用软阈值法去噪.该方法可使寻北精度达到1 mrad.     

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。     

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.     

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″     

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。     

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．     

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.     

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。     

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。     

解析式动态找北仪

为满足车辆高精度、快速定向的要求 ,研究了一种新颖的解析式动态找北仪。将两只加速度计安装在高速旋转的转台上。其中一只利用哥氏效应测量地球速率的水平分量 ;另一只利用重力加速度敏感基座的倾斜运动 ,进行多位置高速采样和多周期信息处理 ,有效地抑制加速度计的测量噪声和减小基座扰动的影响 ,并通过参数最优化估计和平滑方法 ,实现解析动态找北。该系统由精密转台、恒速电路、信号处理器、微机及其测控软件组成 ,具有快速反应、高精度、低成本和抗基座扰动等优点     

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。     

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。     

MEMS器件捷联惯导系统旋转调制技术

使用微机电(MEMS)惯性器件利于捷联惯导系统的低成本和小型化,但MEMS器件误差较大.为提高系统精度,引入了一种全自主误差补偿方法——旋转调制.说明了旋转调制对常值误差的抑制作用和对导航精度的改善效果,并在旋转轴数目、旋转方向、旋转连续性和旋转速度等方面比较了不同旋转调制方案.根据MEMS器件的误差特性,选择了一种适合MEMS器件捷联惯导系统的旋转调制方案并自主研发了原理样机.静态和车载实验表明:旋转调制可以明显抑制MEMS器件常值误差对导航精度的影响,200s内俯仰和横滚姿态精度提高了5倍,速度和位置精度提高了近10倍.     

一种改进的旋转矢量姿态算法

应用陀螺当前迭代周期内及前2个迭代周期内的角增量输出，并根据在当前迭代周期内对陀螺仪采样的次数，提出了3个新的航姿算法，分析了此算法在典型圆锥运动输入下的漂移误差．与传统的旋转矢量法比较，新的算法比Miller’s算法精度高3—4个数量级；对于单子样，新算法比Y．F．Jiang算法精度高约3个数量级，对于双子样、三子样，新算法比Y．F．Jiang算法精度高20—30倍，为改进旋转矢量算法提供了一种新的思路．     

捷联惯性测量组件陀螺系统标定研究

对捷联惯性测量组件陀螺仪系统标定方案进行了研究.根据光纤陀螺系统静态误差参数模型,提出了一种在线组合标定方案和系统辨识算法,在线组合标定方法采用递推最小二乘算法对测试数据进行了在线处理,并通过该试验方案的仿真进行了验证,仿真结果表明这种方法是有效可行的.试验步骤简单,提高了标定的自动化水平.