光纤陀螺惯导系统对单轴旋转调制技术的适应性研究

发布时间：2017-04-08 15:09

  本文关键词：光纤陀螺惯导系统对单轴旋转调制技术的适应性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：从国内外惯性技术的发展和应用情况来看,光纤陀螺在高精度惯导应用领域有很大的发展潜力,而旋转调制技术是提高惯导系统导航精度的有效措施之一。由于旋转调制式惯导系统与常规捷联惯导系统的结构组成和工作方式不太一样,而光纤陀螺的工作原理、误差特性等与其他种类的陀螺相比也有其自身特点,本论文针对这些具有特殊性的技术问题开展了光纤陀螺惯导系统对单轴旋转调制技术适应性的研究。首先,论文给出了旋转调制型光纤陀螺惯导系统误差模型,研究了惯性仪表常值零偏误差、标度因数误差、安装误差、光纤陀螺角度随机游走和零偏漂移误差在单轴旋转式惯导系统中的误差传播规律,为合理设计单轴旋转方案提供理论基础。深入研究了目前产品中存在的光纤陀螺多位置零偏不一致问题和小角速率下标度因数误差对单轴旋转式惯导系统的影响,并给出了降低该误差的可行解决方案。其次,全面研究了单轴连续正/反转方案和单轴两位置转/停方案,得出了后者优于前者的研究结论。给出了单轴两位置转/停方案中旋转角速率和停止时间的优选方法,以使导航精度得到最大限度地提升。提出了一种可补偿载体转向运动影响的改进型单轴旋转调制方案,同时初步探讨了旋转轴向陀螺与转位机构分离安装方案的优缺点。最后,利用本单位单轴旋转式光纤陀螺惯导系统样机进行了多次导航试验,试验结果表明光纤陀螺惯导系统采用单轴旋转技术后,导航定位精度大大提高。本文研究表明,采用单轴旋转调制技术,可以在光纤陀螺精度不变的情况下,显著提升惯导系统的导航精度。本文的理论推导和试验验证结果都表明单轴旋转调制技术提升光纤陀螺惯导系统导航精度的有效性、可行性,值得在相关领域中加以应用。论文研究结果可作为今后相应工程化设计时的理论依据或技术参考。
【关键词】：光纤陀螺 单轴旋转调制技术 捷联惯导系统 误差补偿技术
【学位授予单位】：中国航天科技集团公司第一研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN96
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 1 绪论7-15
• 1.1 课题的研究目的和意义7-8
• 1.2 光纤陀螺惯导系统与旋转调制技术的国内外研究现状8-14
• 1.2.1 光纤陀螺捷联惯导系统国内外发展概况8-11
• 1.2.2 旋转调制技术国内外发展概况11-14
• 1.3 本文的主要研究内容及章节安排14-15
• 2 旋转调制型光纤陀螺惯导系统误差模型15-30
• 2.1 常用坐标系15-16
• 2.2 旋转调制型惯导系统的基本原理16-17
• 2.3 旋转调制型惯导系统的模型编排17-22
• 2.4 旋转调制型光纤陀螺惯导系统误差模型22-29
• 2.4.1 主要误差源分类22-23
• 2.4.2 光纤陀螺输出误差模型23-24
• 2.4.3 加速度计的输出误差模型24-25
• 2.4.4 速度误差方程和位置误差方程25-26
• 2.4.5 姿态误差方程26-28
• 2.4.6 旋转调制惯导系统误差自补偿的原理28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 3 单轴旋转对光纤陀螺惯导系统常值误差的调制30-60
• 3.1 单轴旋转对惯性仪表零偏常值误差的调制30-46
• 3.1.1 误差传播特性分析30-38
• 3.1.2 单轴旋转式惯导系统仿真原理38-41
• 3.1.3 误差调制效果仿真验证41-43
• 3.1.4 光纤陀螺多位置零偏不一致对单轴旋转惯导系统的影响43-46
• 3.2 单轴旋转对惯性仪表标度因数误差的调制46-56
• 3.2.1 光纤陀螺标度因数误差介绍46
• 3.2.2 误差调制机理研究46-49
• 3.2.3 误差调制效果仿真验证49-52
• 3.2.4 光纤陀螺小角速率下标度因数误差对单轴旋转惯导系统的影响52-56
• 3.3 单轴旋转对惯性仪表安装误差的调制56-58
• 3.3.1 误差调制机理研究56-57
• 3.3.2 误差调制效果仿真验证57-58
• 3.4 本章小结58-60
• 4 单轴旋转对光纤陀螺随机或慢变误差的调制60-72
• 4.1 光纤陀螺零偏相关误差模型60-61
• 4.2 单轴旋转对光纤陀螺角度随机游走的调制61-68
• 4.2.1 光纤陀螺实测数据分析61-62
• 4.2.2 角度随机游走的仿真62-63
• 4.2.3 单轴旋转前后角度随机游走的误差传播特性63-67
• 4.2.4 误差调制效果仿真验证67-68
• 4.3 单轴旋转对光纤陀螺零偏漂移的调制68-70
• 4.4 本章小结70-72
• 5 单轴旋转方案及优化技术72-86
• 5.1 单轴连续正/反转方案72-74
• 5.2 单轴两位置转/停方案74-78
• 5.2.1 方案的介绍74-76
• 5.2.2 旋转角速率和停止时间的优选76-78
• 5.3 可补偿载体转向运动影响的改进型单轴旋转调制方案78-82
• 5.4 旋转轴方向光纤陀螺与转位机构分离安装的方案82-84
• 5.5 本章小结84-86
• 6 单轴旋转调制型光纤陀螺惯导系统试验86-92
• 6.1 单轴旋转式光纤陀螺惯导系统样机介绍86-87
• 6.2 导航试验结果与分析87-91
• 6.2.1 静态导航试验87-89
• 6.2.2 六自由度摇摆台导航试验89-90
• 6.2.3 数据离线导航与分析90-91
• 6.3 本章小结91-92
• 结论92-94
• 参考文献94-98
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况98-99
• 致谢99-102

【参考文献】

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1 王夏霄;冯志芳;秦yN;于佳;吕江涛;;光纤陀螺光纤环轴向磁敏感性研究[J];中国激光;2015年08期

2 吕品;赖际舟;刘建业;吴奇;黄凯;;惯性导航系统中陀螺一阶马尔科夫过程的误差传播特性[J];导航与控制;2015年02期

3 李金龙;于旭东;;激光陀螺单轴旋转惯导系统误差调制原理分析及仿真研究[J];现代导航;2014年06期

4 谷俊豪;蔡春龙;王国栋;杨艳广;;SINS/GNSS组合导航测试系统用惯导模拟源技术研究[J];导航与控制;2014年05期

5 高贤志;;陀螺角度随机游走误差对旋转惯导系统的影响[J];舰船科学技术;2014年09期

6 杨建业;范小虎;赵旭阳;汪立新;;旋转式平台惯导系统随机误差自补偿技术研究[J];传感技术学报;2014年05期

7 刘适;王世安;刘兴章;张义;杨祥龙;;IMU角变速运动对旋转式SINS定位精度影响分析[J];弹箭与制导学报;2014年04期

8 孙伟;初婧;李瑞豹;张媛;;旋转惯导系统中IMU转停时间分配技术研究[J];压电与声光;2014年02期

9 高延滨;管练武;王庭军;匡宏;;单轴旋转式光纤捷联惯导系统定位精度分析[J];仪器仪表学报;2014年04期

10 毛玉良;陈家斌;宋春雷;;单轴旋转捷联惯导系统最优转轴选取方案(英文)[J];中国惯性技术学报;2014年02期

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本文编号：293112