基于激光多普勒测速仪的车载捷联惯导系统行进间快速对准方法研究

在载体线运动状态下,单纯依靠捷联惯组自身的测量是无法实现自主对准的,此时传统的粗对准方法误差大甚至不可用。本文设计了一种基于激光多普勒测速仪的行进间快速对准方法,理论分析表明,通过对传统惯性系对准算法中加入速度及加速度修正项完全可以实现载体存在非周期线运动情况下的快速对准。仿真结果表明,在激光多普勒测速仪测速精度在0.5%、输出速度更新频率在20Hz的情况下,输出对准姿态角在150s以内即可收敛到稳态值,横摇角和俯仰角误差在25″以内,航向角误差在0.03°以内,可以满足一定精度范围内的快速对准需求,也可以为后续的精对准过程提供较为准确的初始姿态。     

二频机抖激光陀螺单轴旋转惯导系统阻尼技术研究

为降低单轴旋转惯导系统输出的振荡误差,提高系统导航精度,本文立足于平台式惯导系统阻尼的基本原理,将阻尼技术推广到捷联惯导系统中,推导了捷联惯导系统阻尼解算算法,进行了二频机抖激光陀螺单轴旋转惯导系统纯惯性导航试验,以及外速度水平阻尼和外速度全阻尼离线仿真实验。结果表明,和纯惯导相比,外速度水平阻尼网络能够有效地消除系统舒勒周期振荡误差,最大速度误差由1.2m/s减小到0.28m/s,最大位置误差也由1.2nm减小到0.8nm。外速度全阻尼网络能够同时消除舒勒周期振荡误差和地球周期振荡误差,最大位置误差由1.2nm减小到0.62nm,有效地提高了系统的输出精度。     

激光陀螺原理、现状及展望

激光陀螺作为激光器诞生以来最为革命性的应用之一,如今已有近60年的发展历史。它是第一次量子技术革命的典型代表,为超精密惯性导航及姿态控制等领域带来了颠覆性的变革,高性能激光陀螺现已成为从惯性传感控制到基础科学领域不可或缺的核心部件。首先从Sagnac效应基本原理出发,深入浅出地介绍了激光陀螺的核心参数、基本构型以及关键加工工艺,并从惯性导航和基础科学两方面回顾了近几十年来激光陀螺的应用发展历程。此外,以激光全量子理论的视角,深入分析了激光陀螺目前面临的发展困难以及所要解决的主要矛盾。其次,结合当今先进制造发展水平,介绍了微型激光陀螺的发展现状,并指出目前片上光学陀螺发展短板及未来研究趋势。最后,依据光量子基本规律,为进一步优化激光陀螺量子噪声及解决闭锁效应两个重要问题提出研究展望。     

机抖激光陀螺捷联系统中惯性器件的温度补偿的研究

研究了机抖激光陀螺和加速度计的温度特性。通过重复性温度实验，得到了激光陀螺零偏的温度补偿模型；通过静态特性测试，得到了加速度计的补偿模型。结果表明，得到的模型可以有效补偿惯性传感器的漂移，使陀螺的精度提高了4．6倍，加速度计的漂移小于一个脉冲，并可以通过温度补偿来缩短系统的预热时间，由原来的半小时到基本不需预热；系统的精度提高了1倍。