激光陀螺误差建模与估计研究

首先用小波分解的方法对陀螺误差的趋势项进行了分析 ,采用Allan方差分析的方法 ,对某型激光陀螺误差进行了建模及误差估计研究 ,将激光陀螺误差中的零偏、量化噪声、及随机游走噪声等误差成分分离出来 ,并对其统计特性进行了估计。同时实验结果表明一阶马尔可夫噪声在激光陀螺误差中不占主要分量     

激光陀螺随机误差的非参数建模与滤波

陀螺随机误差是影响惯导系统导航精度的重要方面.减小随机误差影响的有效方法是对随机误差进行建模并采用合适的滤波器进行滤波.为了更好地描述激光陀螺漂移的非线性,提出应用一类非参数ARMA模型--FARMA(p,q,d)模型(函数系数自回归滑动平均模型)对激光陀螺漂移数据进行建模.同时提出应用粒子滤波技术进行滤波,并采用交叠式Allan方差法辨识滤波前后随机误差噪声参数.仿真结果表明,应用该模型能较好的反映激光陀螺漂移的非线性;粒子滤波技术能有效抑制随机误差,5个误差项系数的减少均在29%以上.     

MEMS陀螺随机漂移误差系数的动态提取

针对传统Allan方差提取微机电系统（MEMS）陀螺随机误差系数仅得到近似均值,与实际中其随时间在均值附近波动不相符的缺点,提出一种动态提取MEMS陀螺随机误差系数的方法。该方法将窗函数引入Allan方差计算,不仅能够正确提取MEMS陀螺随机误差系数,而且还能得到MEMS陀螺随机误差系数的时间变化曲线,这将有利于MEMS陀螺的性能分析和误差补偿。实验证明该方法提取的MEMS陀螺随机误差系数的时间变化曲线在以传统Allan方差得到的近似均值附近波动。由此可见,该方法具有一定的可信度。     

MEMS陀螺仪随机误差的Allan分析

为了减少MEMS陀螺仪的误差并提高其精度,需要对陀螺仪误差进行估算与补偿,因而建立陀螺仪的随机误差模型。在陀螺仪随机误差模型分析方法中,有功率谱密度分析、时序ARMA模型及Allan方差分析。Allan方差分析是在时域上对信号频率稳定性进行分析的一种通用方法。通过分析Allan方差,可以分辨出存在于MEMS陀螺中的各种类型噪声。文中用Allan方差对MEMS陀螺仪进行具体分析,得到存在于陀螺仪信号中的各误差源。实验结果表明,Allan方差分析是建立陀螺仪随机误差模型的一种很实用的方法。     

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。     

三角形激光陀螺谐振腔的精度分析

利用几何光学建立了三角形激光陀螺谐振腔反射镜微动引起腔内环形光路的变化方程，通过对光路偏移量的分离，导出由谐振腔加工误差造成的且经过调腔后的剩余偏移量，最后通过光路的剩余偏移量对激光陀螺性能影响的分析，计算出三角形激光陀螺谐振腔加工精度要求并对其特点进行了总结。     

半球谐振陀螺温度补偿与实验研究

温度的变化严重影响了半球谐振陀螺的使用精度。为了消除或者减小温度因素对陀 螺 精度的影响,在简要分析温度对半球谐振陀螺精度影响原因的基础上,采用独立成分分析方 法对温度影响性的独立性和规律性进行了分析检验;建立了陀螺的温度误差补偿模型,并对 与温度有关的确定性漂移进行补偿;利用Allan方差方法对不确定性漂移进行了分析补偿。 实验证明该方法可以扩大陀螺温度环境适应范围,使陀螺仪的使用精度提高约3倍。〖JP 〗
     

基于平移不变量的激光陀螺信号快速滤波方法

为提高激光陀螺的测量精度,提出了一种平移不变量小波快速滤波方法。对信号作循环平移,进行软(硬)阈值小波消噪处理再作逆平移,通过多次“平移——滤波——逆平移”过程,最后平均所获结果,有效消除软阈值小波滤波中的伪吉布斯现象。讨论了算法中平移量对滤波效果和计算复杂度的影响。用Allan方差法对一组激光陀螺实测零漂信号的不同方法滤波效果分析结果表明,该滤波法能在不影响滤波效果的前提下较大幅度减少计算量。     

基于AR模型的MEMS惯导随机误差分析方法

由于微机械惯性器件(MEMS)捷联惯导系统的惯组误差和漂移较大,在较短的时间内也会由于器件误差积累和模型算法误差引起很大的导航偏差。采用Allan方差法分析了MEMS陀螺的随机误差,并对陀螺中主要的5项随机误差系数进行辨识。辨识结果显示,角度随机游走在随机误差中占主要部分。针对MEMS陀螺的实测数据,运用时间序列方法对其随机误差进行分析,并建立了AR模型,试验结果表明,根据所建立的AR(1)模型,采用Kalman滤波方法可以减小其随机误差,滤波后的陀螺输出精度可提高3倍。     

数据驱动的陀螺随机游走故障诊断研究

针对工程中陀螺工作期间出现随机游走超差而导致的随机游走故障,提出了一种基于数据驱动的故障诊断方法。该方法基于陀螺实测无故障脉冲数据,利用Allan方差对无故障数据进行噪声特性分析与建模,并在此基础上进行故障模拟,然后利用小波包理论对故障样本进行时频域分析,结合信息熵理论提取样本的故障特征,再利用神经网络构造分类器,将故障特征与故障模式形成映射,进行故障模式的分类。本文以某型号激光陀螺为例展开研究,仿真结果表明,该方法简单、不依赖于模型、诊断快且诊断效果好。     

激光陀螺的比例误差

比例误差是陀螺的主要性能参数之一。激光陀螺的比例误差就是激光陀螺比例因子的线性度。本文用最小二乘法处理激光陀螺的实验数据,准确地计算出比例因子及其线性度,从而揭示出没有活动部件的激光陀螺有着非常理想的线性度。激光陀螺的线性度测量方法,是将激光陀螺固定在精密速率转台上,以标称角速度诸值输入,测出相应的输出拍频值。再求线性方程和待定系数,最后算出比例误差。     

诺思罗普公司的小型激光陀螺

诺思罗普公司精密产品部目前正在研制两种新型激光陀螺,它将把这些小型捷联式惯性器件用于战术导弹,并在研究用于弹道导弹防御.该公司的目的是要设计出能大批量生产、最终具有较低成本的激光陀螺.这两种激光陀螺就是:环形激光陀螺 它不采用高频振动电机来产生激光相移,相反采用了纯光学法.过去也有其他公司研究过纯光学环形激光陀螺,但诺思罗普公司研制的器件体积小,效费比高.     

环形激光陀螺仪简介

一、环形激光陀螺仪的特点与机械陀螺相比,环形激光陀螺仪有下列优点:     

美研制战术导弹用的小型激光陀螺

美国诺斯罗普公司精密产品分公司正在研制两种新型激光陀螺:环形激光陀螺(RLG)和微型光学陀螺(MOG)。 环形激光陀螺不是使用高频振动电动机来提供相移而是依靠纯光学方法。虽然有些公司也曾研制过纯光学RLG,但是在小型化和效费比方面都不如诺斯罗普公司研制的。这种新型环形激光陀螺是一种低成本小型装置,有三个反射三角形光路。光路长5厘米,这是激光束在谐振腔内传播的距离。其中一束激光沿顺时针方向通过谐振腔;另一束激光则沿反时针方向通过。两者同     

标准激光陀螺组合

标准激光陀螺组合一家新的意大利航天公司提供一种标准激光陀螺组合。它是一种有价格竞争力的陀螺产品，能满足市场的各种需求。这种标准产品适于长寿命和高性能要求的科学应用，也适合于需要低重量和低功耗的商业卫星。环形激光陀螺（ＲＬＧ）是９０年代惯性测量装置方面...     

自适应卡尔曼滤波在激光陀螺信号处理中的应用

各种随机噪声是激光陀螺误差的主要来源。为了减小激光陀螺的随机误差，建立了激光陀螺随机漂移数据的时间序列模型，设计了基于激光陀螺随机漂移数据时间序列模型的经典卡尔曼滤波器，对激光陀螺随机漂移数据进行了卡尔曼滤波，并针对经典卡尔曼滤波的不足，利用简化Sage—Husa自适应滤波算法对激光陀螺漂移数据进行处理，取得了较好的结果。滤波结果表明，简化的Sage—Husa自适应滤波优于经典卡尔曼滤波，并验证了简化的合理性。     

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.     

抖动式激光陀螺零速率点误差分析

分析了抖动式激光陀螺经过零速率点引起的误差特征。根据此误差特征，系统地推导出该误差与陀螺参数的关系并进行了必要的讨论。     

捷联惯导系统及其在战术导弹上的应用

本文介绍了捷联惯导系统使用的动力调谐陀螺、环形激光陀螺、光纤陀螺、核磁谐振陀螺、半球谐振陀螺和加速度表的研制厂商、性能和应用情况,并对捷联惯导系统用于战术导弹作了简介。     

基于异方差分析的多MEMS陀螺随机误差补偿方法

针对具有异方差性的多MEMS陀螺随机漂移误差的补偿问题,提出基于广义自回归条件异方差建立单个MEMS陀螺随机漂移的误差模型,并在此基础上进行多元异方差时间序列的相关性分析,研究基于多元广义自回归条件异方差分析多MEMS 陀螺随机漂移信号的协方差矩阵和时变相关系数。将该分析方法应用于多MEMS陀螺的在线融合补偿中,验证了多元异方差分析方法对多MEMS陀螺随机误差补偿的有效性。仿真结果表明该方法对随机漂移信号具有很好的融合补偿效果,可以提高多MEMS陀螺的测量精度。