激光陀螺捷联惯性组合的标定方法研究

发布时间：2017-05-11 20:09

  本文关键词：激光陀螺捷联惯性组合的标定方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 由于激光陀螺具有精度高、可靠性好、成本低等优点,激光陀螺捷联惯导系统近年来已经成为惯性技术领域的一个重要研究方向。惯性测量组合是捷联惯导系统的核心部件,由加速度计和陀螺仪组成,用于敏感载体的加速度和姿态,因此惯性测量组合的精度将在很大程度上影响系统的导航精度。本文以激光陀螺捷联惯性组合为研究对象,主要分析了系统的误差模型、标定方法及测试设备误差对标定精度的影响。 根据惯性器件的误差来源和工作环境,并考虑安装引起的误差,本文分析了加速度计、激光陀螺及惯性测量系统的误差模型,并根据导航过程中器件误差的传播特性推导了捷联惯导系统的误差方程。在此基础上,完成了加速度计和陀螺仪的测试,为误差补偿提供基准。 研究了激光捷联惯性组合的分立标定方法,在双轴转台上完成了转台的对准及惯性组合的标定实验,设计并实现了加速度计组合的正十二面体20点实验,对实验结果进行分析和比较。通过坐标系变换和谐波分析的方法,分析了转台误差对加速度误差模型各项系数的影响程度,并通过仿真验证,从而为确定转台的精度指标提供了一定的依据。 捷联惯导系统的系统级标定根据标定场所不同分为实验室标定和外场标定。在实验室静基座条件下可以利用速度误差进行系统级标定。本文建立了误差参数标定模型,分析了器件误差可辨识性,完成了标定位置的编排。从理论上分析了外场标定时系统状态的可观测性及收敛速度。
【关键词】：激光陀螺 捷联惯性组合 系统级标定 转台误差
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：V241.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景和意义9-10
• 1.2 激光陀螺捷联惯性组合综述10-13
• 1.2.1 激光陀螺11-12
• 1.2.2 加速度计12-13
• 1.3 标定方法概述13-14
• 1.4 本文的章节安排14-15
• 第2章 惯性测量系统误差分析及误差模型的建立15-26
• 2.1 引言15
• 2.2 惯性器件的误差模型15-17
• 2.2.1 惯性器件的误差特性15-16
• 2.2.2 加速度计静态误差模型16-17
• 2.2.3 激光陀螺动态误差模型17
• 2.3 激光陀螺仪捷联惯性组合的误差模型概述17-21
• 2.3.1 零偏误差18
• 2.3.2 标度因子误差18
• 2.3.3 安装误差18-20
• 2.3.4 随机噪声20
• 2.3.5 捷联惯性组合的误差模型20-21
• 2.4 捷联惯导系统的误差方程21-25
• 2.4.1 速度误差方程22-23
• 2.4.2 位置误差方程23-24
• 2.4.3 姿态误差方程24-25
• 2.4.4 静基座条件下系统误差方程的简化25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 加速度计和陀螺仪误差模型系数的标定方法26-37
• 3.1 引言26
• 3.2 激光陀螺的测试26-30
• 3.2.1 激光陀螺在单轴转台上的测试26-29
• 3.2.2 Allan 方差分析29-30
• 3.3 加速度计的测试30-36
• 3.3.1 分度头上加速度计测试31-32
• 3.3.2 加速度计的实际输入值32-33
• 3.3.3 重力场下的等角度旋转测试33-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 惯性测量系统的分立标定方法37-58
• 4.1 引言37
• 4.2 转台的对准37-41
• 4.3 多位置标定实验41-45
• 4.4 速率标定实验45-47
• 4.5 加速度计正十二面体20 点实验47-52
• 4.6 转台误差对加速度计标定的影响分析52-57
• 4.6.1 三轴转台的主要误差源及加速度计的安装误差52-53
• 4.6.2 加速度计输出量的计算53-54
• 4.6.3 加速度计标定精度与转台误差间的关系54-56
• 4.6.4 算例验证56-57
• 4.7 本章小结57-58
• 第5章 惯性组合的系统级标定理论研究58-78
• 5.1 引言58
• 5.2 标定系统的误差模型58-63
• 5.2.1 对准误差与惯性器件误差间的关系59-60
• 5.2.2 转动误差与惯性器件误差间的关系60-62
• 5.2.3 测量误差与惯性器件误差间的关系62-63
• 5.3 惯性器件误差的可辨识性分析63-68
• 5.4 标定实验设计68-73
• 5.5 系统的外场标定73-77
• 5.5.1 系统可观测性分析73-74
• 5.5.2 系统状态的收敛速度分析74-76
• 5.5.3 惯性器件误差的可观测性分析76-77
• 5.6 本章小结77-78
• 结论78-79
• 参考文献79-83
• 攻读学位期间发表的学术论文83-85
• 致谢85

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 全振中;石志勇;王毅;;捷联惯导在线标定技术[J];现代电子技术;2012年09期

2 芦佳振;叶勉;张春熹;;基于先验信息的光纤惯组贮存期静态检测方法[J];系统工程与电子技术;2013年05期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 牛春峰;弹道环境下的陀螺/GPS组合姿态测量方法研究[D];南京理工大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 王野;挠性陀螺惯性组合测试方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

2 卜凡伟;捷联惯性组合的测试与校准[D];哈尔滨工业大学;2011年

  本文关键词：激光陀螺捷联惯性组合的标定方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：357968