基于自适应滤波的光纤惯性陀螺仪降噪技术研究

发布时间：2021-04-14 23:02

　　近年来,随着水中环境探索领域逐步发展,水下航行器在研究海洋科学、探索海洋资源、维护海防安全与海洋战略实施等方面发挥了重要作用。惯性导航是导航系统不可缺少的重要组成部分,其中光纤惯性陀螺仪的输出随机噪声水平是影响导航系统精度的因素之一。降低陀螺仪输出噪声,改善惯性导航系统性能,对航行器的应用起了关键作用。数字滤波抑制噪声对全数字反馈系统的精度提高有重要意义。为了有效减弱光纤陀螺仪中的噪声,重点分析噪声产生的机理,融合改进变阶数LMS算法的自适应滤波器,该方法比普通LMS算法有更好收敛性和动态跟踪特性。对真实数据滤波前后的噪声水平进行分析比较,结果证明改进算法有效降低陀螺仪输出噪声水平,系统性能得到了一定程度提高,对改善导航系统精度有重要意义。 

【文章来源】：舰船电子工程. 2020,40(04)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

Allan方差分析各种噪声项

线性预测指运用数据中已得知量线性估计数据序列中未知量。一步预测即利用数据序列一组连续值往前或者往后线性预测估计一个量。这里用某时刻之前M个量，预估出在此之后的量，就是前向一步线性预测[14]，即前向线性预测滤波器(Forward Linear Prediction Filter,FLP Filter）。在此基础上的自适应滤波模型框图如图3。

在此基础上的自适应滤波模型框图如图3。时刻n的输出采样为u(n)，滤波阶数为L。输入即u(n-1),u(n-2)，…，u(n-L)，记作向量形式为U(n)。L′1维的向量即权值系数W(n)。则y(n)为当前时刻整体输出值u(n)的估计u?(n)，则即：

【参考文献】：
期刊论文
[1]自适应噪声对消的归一化LMS算法[J]. 周龙龙,胡启国.  电声技术. 2018(05)
[2]基于前向线性预测和小波的FOG信号降噪算法研究[J]. 刘强,徐晓苏.  舰船电子工程. 2012(01)
[3]基于归一化LMS算法的光纤陀螺降噪技术研究[J]. 陈世同,孙枫,高伟,吴磊.  仪器仪表学报. 2009(03)
[4]光纤陀螺角度随机游走对惯导系统影响[J]. 朱奎宝,张春熹,宋凝芳.  压电与声光. 2007(03)
[5]Bias phase and light power dependence of the random walk coefficient of fiber optic gyroscope[J]. 米剑,张春熹,李铮,邬战军.  Chinese Optics Letters. 2006(07)

博士论文
[1]LMS自适应滤波算法的收敛性能研究与应用[D]. 李宁.哈尔滨工程大学 2009

硕士论文
[1]闭环光纤陀螺信号处理系统研究[D]. 于善晗.哈尔滨工程大学 2011



本文编号：3138171