光纤陀螺线形测量系统算法优化的研究

发布时间：2020-02-14 18:54

【摘要】：对桥梁、大坝及大型建筑等工程结构的安全性监测,在结构工程领域里扮演着十分重要的角色。在评价桥梁、大坝的安全状况中,挠度是一个非常关键的参量。然而,传统的挠度测量技术中,大多数方法仅能提供特定点的信息,且测量效率低下。光纤陀螺的应用已经从航空、航海领域发展到了桥梁、大坝的线形测量中。基于光纤陀螺的线形测量系统是一种高效的、非侵扰性的测量方法,能提供工程结构的连续线形数据。光纤陀螺线形测量系统的坐标解算方法是沿用捷联惯性导航的算法,命名该算法为切线算法。捷联惯性导航是用于飞行器和船舶的导航之中,在该应用领域里,不存在制约载体运动的表面。捷联惯导的算法将载体视作质点,不用考虑载体的长度。但是在测量工程结构表面的线形时,载体是在一个固化的表面上运动。载体车的前后轮间距决定了载体的长度,当待测曲线的起伏相较于载体的长度起伏较剧烈时,载体的长度不能被忽略,载体也不能被当做质点来处理,必须对测量系统的算法进行优化。为解决光纤陀螺线形测量系统存在的上述问题,本文提出了一种优化的坐标算法。所做的主要工作如下:1提出了一个待测线形与光纤陀螺输出的数学模型,该数学模型用以描述线形与陀螺的输出关系。当所测量曲线的线形已知时,可依据该模型仿真出系统在测量该曲线时的光纤陀螺输出序列。2基于待测线形与光纤陀螺输出的关系模型,导出了一种新的线形解算方法,命名该算法为割线算法。依据光纤陀螺及里程计的输出,割线算法能解算出更加精确的线形。3从数学的角度指出了,当载体车前后车轮间距极小的时候,割线算法将回归到切线算法。即,切线算法只是割线算法的特殊情况。4提出了采用割线算法的改进的线形测量系统,该系统中有一个单轴光纤陀螺和两个里程计安装在载体车上。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU198

【参考文献】

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本文编号：2579582