基于希尔伯特—黄变换的GAT磁悬浮陀螺全站仪数据处理分析研究

发布时间：2024-01-31 19:55

　　随着现代测量工程技术的不断发展,对仪器精度的要求也在不断提高。GAT磁悬浮陀螺全站仪是在2008年由长安大学与中国航天十六所共同合作而研制的新一代陀螺仪,它不仅将陀螺仪与全站仪进行一体化,使角度和边长可以同时测量,给地下工程测量提供了便捷,而且还将磁悬浮技术代替传统悬挂式支承技术,这项技术的创新在延长仪器的使用寿命的同时,还减少了由于仪器内部损耗而导致的维修成本。GAT磁悬浮陀螺全站仪的寻北定向结果主要由定子电流数据和转子电流数据计算而得,为了提高寻北精度,我们需要保证定子电流和转子电流数据的质量。通过前人的研究总结,仪器测得的定子电流数据和转子电流数据含有大量的高频噪声影响,为了剔除或者减弱噪声对数据的干扰,本文利用希尔伯特—黄变换对数据进行处理和分析,研究的主要内容包括数据去噪和处理前后时频谱分析对比。定子电流和转子电流数据的去噪主要采用EMD方法,由于EMD在分解的过程中存在端点效应和模态混叠影响,我们采用端点延拓和集合经验模态分解的方法分别对数据进行处理,再利用相关系数法对EMD得到的有效分量进行提取,剔除含有大量噪声干扰的分量,对剩余的有效分量进行重构,将重构的数据和原始数据...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 陀螺仪的发展概况
    1.3 希尔伯特—黄变换的发展
    1.4 本文的主要研究内容
第二章 GAT磁悬浮陀螺全站仪的技术特色
    2.1 陀螺仪的构造和特性
        2.1.1 陀螺的定义
        2.1.2 陀螺仪的组成
        2.1.3 陀螺仪的特性
    2.2 GAT磁悬浮陀螺全站仪的工作原理
        2.2.1 陀螺仪原理
        2.2.2 磁悬浮陀螺全站仪的寻北定向原理
    2.3 GAT磁悬浮陀螺全站仪的关键技术
        2.3.1 磁悬浮支承技术
        2.3.2 力矩测量寻北技术
        2.3.3 正、反盘位回转控制技术
        2.3.4 海量数据采集技术
    2.4 GAT磁悬浮陀螺全站仪的测量工作流程图
    2.5 本章小结
第三章 希尔伯特—黄变换数据处理方法与分析
    3.1 信号的分类与相应的处理方法
        3.1.1 信号的分类
        3.1.2 常见信号处理方法及其特点
    3.2 数据信号的时频分析和瞬时频率
        3.2.1 时频分析
        3.2.2 瞬时频率
    3.3 EMD分解
        3.3.1 本征模态函数(IMF)
        3.3.2 EMD分解过程
    3.4 Hilbert谱与边际谱
    3.5 本章小结
    附：EMD分解IMF筛选过程流程图
第四章 HHT存在的问题和解决方法
    4.1 端点效应
        4.1.1 端点效应的提出
        4.1.2 镜像法与应用
    4.2 模态混叠
        4.2.1 模态混叠概念的提出
        4.2.2 集合经验模态分解(EEMD)方法与应用
    4.3 IMF有效分量的提取
        4.3.1 有效分量的提取问题的提出
        4.3.2 相关系数法
        4.3.3 相关系数法的应用
    4.4 本章小结
第五章 GAT磁悬浮陀螺全站仪数据的处理
    5.1 定、转子电流数据的特征介绍
    5.2 EMD分解方法对陀螺全站仪测得数据的处理
        5.2.1 陀螺全站仪测量数据的预处理
        5.2.2 EMD方法对定、转子电流数据的处理与应用
    5.3 转子电流数据的Hilbert谱与边际谱分析
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢



本文编号：3891455