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″     

非陀螺找北仪的时序分析与数字滤波

为进一步提高非陀螺找北仪的精度 ,分析了系统的多维自回归时间序列模型 ,并对影响模型参数估计精度的因素进行了讨论 ,指出了最小二乘参数估计方法的误差主要是由于 3倍频以内分次谐波和同频干扰引起。根据模型与信号功率谱分析 ,提出了降低系统噪声影响 ,提高参数估计精度的数字滤波方法 ,并通过试验对滤波方法进行了验证。     

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.     

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。     

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。     

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。     

非陀螺快速找北系统

提出一种新型的非陀螺找北系统。将一只加速度计安装在恒速转台上，利用Ｃｏｒｉｏｌｉｓ效应测量地球速率的水平分量，实现找北过程。由基座倾斜引起的误差可以通过解析调平加以补偿。采用多周期重复测量方法可以有效地抑制加速度计的测量噪声，提高系统的找北精度。转台恒速控制和信号处理器中的带通滤波器、整周期积分器是影响找北精度的关键技术。文中给出了其原理框图。该找北系统具有快速、高精度和低成本等优点，特别适合军事应用的需要     

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。     

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．     

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。     

提高远距离传输光纤传感器测量精度和稳定性的方法

当前光纤传感器研究的主攻方向是简化结构、降低成本、提高精度和稳定性,以便使光纤传感器从实验室研制阶段走向市场。作者研制了一种远距离传输的光强度调制型光纤位移传感器。这种传感器不仅具有光强度调制型结构简单、设计和制造方便、较高的灵敏度等优点,而且还充分发挥了光纤的传输     

挠性陀螺罗经的稳定性分析及仿真研究

本文以SKR—80挠性陀螺罗经为对象,通过建立其运动方程,对陀螺罗经的稳定性问题进行了分析和讨论。 SKR—80挠性陀螺罗经采用了间接控制与垂直阻尼的找北方案。其结构原理如图1所     

垂直环变形对陀螺罗经精度的影响

根据垂直环变形的分析计算,随动系统失配撞击力是造成垂直环变形的主要原因。通过分析某型陀螺罗经的随动系统失配情况,研究了垂直环的受力,计算了垂直环的变形,讨论了垂直环变形对陀螺罗经精度的影响,并得出结论:水平失配比方位失配对罗经精度影响更大,铝环与镁环此,铝环能使陀螺漂移减小;采用富于弹性的止档销可大大减小垂直环变形,这对提高陀螺罗经性能十分有益。     

一种用于惯导仪器的动压气体轴承的研制

本文对惯导仪器关键部件中陀螺仪的两类主轴承进行了比较,在简要阐明动压气体轴承工作原理的基础上,对轴承设计制造、动态性能测试及轴承材料的选用问题作了介绍,所提供的一些数据对从事导航专业的科技工作者有一定的参考价值。     

转速信号的快速高精度数字测量

1 引言用数字方法测量转速时一般采用测频法或测周法。所谓测频法,就是用计数器在标准时间(采样时间)内,对转速传感器输出的电脉冲信号进行计数。为了提高测量精度,可以适当增加转速传感器每转输出电脉冲数Z或延长采样时问t。在Z和t一定的条件下,转速愈高,测量精度愈高。所谓测周法,就是用计数器测量     

基于CDMA-TDOA的室内超声波定位系统

针对国内外对室内定位技术中定位精度不高问题,提出一种基于CDMA（Code Division Multiple Access）TDOA（Time Difference of Arrival）的室内超声波定位系统,并给出实时性差异等缺点,进行了其工作原理和超声波信号的分析。该系统基于射频和超声波传感器的固有性质,对超声波信号采用CDMA技术进行编码,以便在目标节点上能区分各个信标发来的超声波信号,并结合射频信号实现TDOA测距算法,最终实现三维定位。采用Matlab/Simulink模块对3个信标的超声波信号进行发射仿真与分析。仿真结果表明,该系统在目标节点上能被接收并识别相对应的超声波信号。     

基于超声波的室内三维定位系统

为满足对室内定位技术和系统应用平台的迫切需求，提出一种基于超声波的室内三维定位系统，阐述了其工作原理并对三边定位算法进行了研究。该系统基于射频和超声波传
感器的固有性质，对超声波信号采用CDMA（Code Division Multiple Access）技术进行编码，以便在目标节点上区分每个信标发来的超声波信号，并结合射频信号实现TDOA（Time Difference Of Arrival）测距算法，最终实现三维定位。实验研究表明，以一个信标为原点，另外两个信标分别放置为X轴和Y轴上，建立三维坐标系，能简化三边定位算法，并能实现精度较高的三维定位。     

GPS打桩定位系统在杭州湾跨海大桥施工中的应用

杭州湾跨海大桥位于杭州湾中部，是目前世界第一跨海长桥。介绍了海上GPS打桩定位系统的工作原理，讨论了在杭州湾跨海大济桩基定位中利用GPS打桩系统打桩定位的方法及提高定位精度的主要措施。实践表明，该方法较常规方法具有如下优点：可实现全天候施工，减少了环境因素的制约；能够为沉桩定位提供精确的数据，保证了沉桩的质量；若将GPS打桩定位系统的现场数据发送到任意授权的固定电脑，使得任何接入互联网的地方均能够实现同步、精确、可视的打桩定位现场再现；节约成本，提高了经济效益。     

四旋翼飞行器实时航拍及GPS 定位系统设计

针对国内民用无人飞行器功能单一、不易操控等缺点, 设计了以Cortex-M3 内核为核心、实现图像实时传输与GPS(Global Positioning System)定位并基于PID(Proportion Integration Differentiation)算法控制的多功能四旋翼飞行器。结合建立的动力学模型对飞行器进行姿态分析和控制, 采集飞行中的姿态、油门幅值及位置参数等数据并通过无线方式传输到上位机中。对比飞行姿态的理论数据和实测数据, 根据算法调整其响应时间短、稳定性高的控制参数, 并实现传感器数据的绘图和保存。测试结果表明, 飞行器平稳飞行, 航拍图像传输距离为110 m, 并能实现多功能操控。