英国宇航公司研制光纤陀螺

英国宇航公司研制了一种导弹用光纤陀螺,并可能在三、四个月后投入生产.该陀螺没有环形激光陀螺那样精确,但成本低,重量轻,起动快.英国宇航公司估计,这种单轴光纤陀螺的精度为10°/小时,价格可能为1,000英镑.从目前来看,光纤陀螺的市场可能只是对环形激光陀螺市场的补充,但到九十年代,预计光纤陀螺的精度可改善到与激光陀螺直接竞争的程度.英国宇航公司认为,对导弹的中制导来说,现有的精度已经足够了.     

用激光陀螺标定转台速率的精度

一、前言激光陀螺的问世,给转台的低速率测量创造了良好条件.它不但使测量精度有大幅度的提高,操作起来也十分简便.所以,激光陀螺也是速率转台精度测定的理想设备. 本文介绍用一台精度不太高(0.1度/小时)的激光陀螺测定WSY-81型转台速率的精度,获得了令人满意的结果.此转台将用来作为速率基准设备.     

激光陀螺比例因子的精确测定——比例因子测定方法与精度

激光陀螺的工作原理基于1913年发现的萨纳克(Sagnac)效应.六十年代初用激光顺、逆两方向在环形干涉仪中探测出的频率之差,与转动角速度严格成正比,具有天然优越的线性度与恒定性.据《航空周刊与空间技术》1982年9月6日报导:美国两台大光程激光陀螺GG-1300的比例因子比常规陀螺恒定性高100倍.在一次46小时的实验中,30度/秒角速度作用下,比例因子偏差为千万分之一.     

硅微陀螺阵列信号处理技术研究

() 摘 要:基于一种新的硅微陀螺随机漂移模型和被测角速度的随机游走模型,建立硅微陀螺阵列随机漂移过程的Kalman滤波方程。通过数据融合方法,在选择合适的陀螺间互相关系数的基础上,可以将硅微陀螺的静态漂移从52.1度/小时降低为0.465度/小时。利用同类多传感器的数据融合和被测量动态信号的差分技术,可以实时辨识出硅微陀螺的随机漂移,通过已被检测出的动态信号的进一步Kalman滤波,最终可将被测信号的信噪比提高11dB.
     

基于低成本MEMS传感器的皮卫星融合定姿算法研究

基于低成本低精度的MEMS陀螺、太阳敏感器、磁强计组合,设计了Unscented Kalman融合滤波算法.同时考虑到可能的故障模式,提出了仅依赖磁强计的备份滤波算法.在姿态参数选取上,采用修正罗德师里德参数来描述卫星姿态,降低了滤波器的维数,避免了采用四元数时解算状态误差协方差参数的奇异.利用MEMS陀螺采集的随机噪声数据进行半物理仿真,仿真结果表明:该融合算法能有效对卫星姿态进行实时估计,在个别敏感器失效的情况下,同样能实现较高的精度,满足普通任务的要求.该算法具有工程实现意义,是对低精度MEMS敏感器在低成本皮卫星上应用的有益探索.     

运载火箭姿态控制稳定性多速率陀螺组合策略

针对运载火箭飞行姿态控制中采用多速率陀螺组合代替单速率陀螺的问题,提出了任意数量速率陀螺组合的斜率计算方法,方法适用于大型运载火箭一级飞行速率陀螺组合姿态控制方式。推导了组合斜率不确定度的计算公式,并将不确定度纳入组合系数矩阵的计算当中,从而给出了一套工程实用的多速率陀螺组合姿态控制弹性稳定性策略。利用工程实例说明了组合速率陀螺较单个陀螺的优势。多速率陀螺的使用降低了对全箭模态试验振型斜率选位和斜率测量精度的要求,可为未来运载火箭不开展全箭试验提供支撑。     

光纤陀螺标度因数温度误差分析与补偿

光纤陀螺在大角速度应用时,标度因数误差超过偏置漂移误差成为主要误差源。分析了引起数字闭环光纤陀螺标度因数温度误差的原因,推导出了标度因数温度误差数学表达式,并对各温度敏感参数进行了温度性能测试。使用第二闭环控制补偿了反馈通道增益的温度漂移,证明了第二闭环控制精度对标度因数的影响至多是一个三阶小量。测量了不同输出角速率和不同温度时陀螺输出误差值,用一阶多项式和三阶多项式建立了它们的关系。建立了一个双输入、单输出标度因数温度补偿模型,利用最小二乘误差准则计算出模型系数。在-25℃～60℃温度范围内,采用本文提出的控制和补偿方法可将光纤陀螺标度因数误差减小到100×10-6以下,并使标度因数非线性度小于50×10^-6。     

陀螺与磁强计组合定姿及漂移估计算法优化

针对陀螺长时间积分定姿精度受陀螺角速率漂移影响,单独利用磁强计不能连续确定三轴姿态的问题,提出了陀螺与磁强计组合定姿算法,利用磁强计估计的姿态误差校正陀螺积分姿态,并基于PI滤波估计陀螺漂移。仿真验证表明,基于陀螺与磁强计组合定姿的姿态确定精度为1°左右。陀螺与磁强计PI滤波组合定姿算法简单有效,适合在纳星、皮星等微小卫星上应用。     

陀螺与磁强计组合定姿及工程应用分析

基于卫星运动学建立状态方程,并设计了适合于星上应用的陀螺与磁强计组合定姿算法,仿真试验结果表明工程应用精度1°左右.     

动基座扇面发射时陀螺的支架误差及其补偿

§1 引言动基座上发射的导弹,特别是作扇面机动发射的导弹,由于其运载体的摇摆运动,导弹上的三自由度陀螺不仅不能在要求的射向,而且也不能在水平状态下开锁,因而相对于地理坐标系,存在较大的初始开锁角度。这样的导弹要求三自由度陀螺的内、外环具有较大的动态范围。而且,由于初始开始角度的存在,导致陀螺的支架误差明显的增大。因而对三自由度陀螺选择比较合理的安装方式,对支架误差采取补偿措施,都是必须解决的问题。     

提高陀螺电机安装定位精度的机理研究

首先研究框架安装孔形位精度对电机性能的影响,进而应用ANSYS有限元分析软件对陀螺电机安装定位误差产生的主要原因进行了分析,列出了定位孔在组装时存在的多种变形状态,计算了框架组件的承载力,并提出设计改进方案,确定装配工艺要求,使陀螺电机的定位精度提高1～2个数量级。     

全光纤陀螺全数字信号处理研究

为了提高全光纤陀螺的精度,扩大测量动态范围和简化电路结构,提出了一种结构紧凑,适合于中低精度范围的光纤陀螺信号处理方案.该方案主要采用全数字信号处理技术来替代传统模拟电路的功能,并且具有同时处理三个光纤陀螺光学表头输出信号的特点.采用该方案的样机精度达到1～10(°)/h,动态范围达到±500(°)/s.     

导弹及航天用激光陀螺简讯

英国宇航公司布雷克纳尔分公司宇航系统销售部经理 R.G.姚预测:1985年该公司的惯性导航用的环形激光陀螺在军品市场上将有重大的突破。掘该部销售人员菲利浦声称,激光惯性导航系统在价格上与平均故障间隔时间(MTBF)为300至1000小时的机械框架陀螺相近,但军用的三轴陀螺激光惯性导航系统 MTBF 可达2000小时,因此激光陀螺的寿命周期费用仪为机械陀螺的六分之一。激光敏感器本身的可靠性很高,MTBF     

基于简化误差修正的卫星姿态确定算法

针对典型的星敏感器/陀螺姿态卫星确定算法运算复杂这一问题,提出了一种基于简化误差修正的星敏感器/陀螺卫星姿态确定算法.通过对陀螺角速度进行简化修正,减少了滤波器的状态变量,降低滤波器的复杂性.仿真结果表明：该算法在保证姿态确定精度的条件下,能够减少运算量,提高算法的实时性.     

基于自适应KF动态虚拟陀螺数据融合算法的研究

微机电系统(MEMS)陀螺与光纤陀螺相比，传感器的精度较低。为了提高MEMS陀螺的精度，通过组合多个相同陀螺实现虚拟陀螺的功能，同时提高虚拟陀螺的静态和动态性能。通过分析陀螺的Allan方差，并考虑陀螺之间的相关性，建立陀螺的测量模型;使用自回归(AR)模型建立预测模型，对卡尔曼滤波(KF)算法进行优化;搭建多MEMS陀螺仪硬件平台，获取数据并实时计算，融合多陀螺数据输出最优估计值，使用高精度转台分别在静态和动态条件下测试滤波效果。实验结果表明:静态条件下虚拟陀螺误差的方差可降低为单个陀螺的1/94，动态条件下降低为单个陀螺的1/18。基于自适应KF的虚拟陀螺可以显著提高精度。     

萤火一号火星探测器MEMS陀螺姿态确定技术

对萤火一号(YH-1)火星探测器姿态控制分系统中石英微电磁系统(MEMS)陀螺的应用进行了研究.对MEMS陀螺进行了温漂标定试验和年漂测试专项试验.根据试验结果对MEMS陀螺进行建模,用高低温零位在轨标定算法对MEMS陀螺零位进行一次修正,再用星敏感器和陀螺联合定姿算法对高低温零位标定残差进行二次在轨修正.数学仿真结果表明:高低温在轨修正算法和卡尔曼滤波算法有效,提高了石英MEMS陀螺的测量精度.     

基于UKF与修正罗德里格参数的GPS/陀螺组合姿态确定

提出了一种用于GPS/陀螺组合姿态确定的Unscented卡尔曼滤波(UKF)方法.采用姿态的修正罗德里格参数(MRPs)表示法,以消除状态误差方差阵的奇异性,建立了GPS/陀螺组合姿态估计系统的模型.仿真结果表明:与基于扩展卡尔曼滤波(EKF)相比,UKF的收敛速度更快、精度更高,且不同滤波器初值对稳态精度的影响较小.     

捷联惯导系统光学陀螺带宽不一致研究

研究捷联惯导系统（SINS）三轴光学陀螺带宽不一致问题及解决方法。从光学陀螺传递函数入手,分析陀螺带宽不一致引起陀螺输出不同步,进而影响姿态更新精度的机理;推导出存在陀螺带宽不一致时姿态确定精度的理论估算方法,给出频带一致性指标要求的确定思路;提出通过插值和外推进行补偿的方法,提高了姿态确定精度。利用光纤陀螺和激光陀螺组合实测数据进行姿态解算,通过补偿减小了系统的姿态确定误差,提高了导航精度,验证了理论分析的正确性。     

光退色在光纤陀螺抗辐加固中的应用研究

光纤陀螺中保偏光纤环因受辐射影响使其损耗增加,从而影响到光纤陀螺的精度,限制光纤陀螺在空间应用.对光退色现象从理论和实验进行深入的分析,得出光退色能够大幅度地降低保偏光纤的辐射损耗,增强保偏光纤的抗辐射性能,从而提高光纤陀螺的抗辐射性能.最后提出了利用光退色来提高光纤陀螺主动抗辐射的方案,采用该方案光纤陀螺光学系统的损耗降低了2.24dB,验证了该方案的可行性.     

激光陀螺在中、远程防空导弹上的应用

分析了激光陀螺的工作原理，介绍了激光陀螺的性能特点，提出激光陀螺具有传统的机电陀螺和其他类型陀螺所无法比拟的优点，其性能特征完全满足捷联惯导对惯性测量元件的要求，军事应用前景十分广阔，同时，对激光陀螺在新一代防空导弹上的应用作了展望。