四频差动激光陀螺中的激光稳频

本文首先分析了四频差动激光陀螺的稳频原理 ,进而讨论了各种稳频方案的优缺点 ,得出了实际应用中最佳的稳频方案 ,基于该方案的激光稳频系统在本文中得到实现 ,稳频精度提高了 1个数量级 ,优于 0 .5 MHz,减小了工作点不稳定带来的误差。     

四频差动激光陀螺的研制与进展

四频差动激光陀螺原理先进,特别是在消除低转速时的闭锁效应方面具有独特的优点,因而具有强大的生命力,现已成为美国两个主要陀螺公司之一的利顿公司的第二代激光陀螺。在国内,四频差动激光陀螺的研制已经成功地走过了原理样机和实验室样机两个阶段,目前正在进行工程化攻关。本文从四频差动激光陀螺的原理和特点出发,简要介绍近年来国内外四频差动激光陀螺的研制动态,对四频差动陀螺的各种新方案和新进展进行了分析     

四频差动激光陀螺稳频系统研究

详细阐述了四频差动激光陀螺无调制光强差稳频系统的电路组成和工作过程,通过理论分析和实验对系统的稳频精度进行了估算,频率作稳定性为1．2×10－9。     

四频差动激光陀螺综述

介绍了国外四频差动激光陀螺(FMDLG)的发展历程和应用现状。通过对FMDLG相关研究资料的调研,归纳了提高FMDLG性能的关键,包括基础理论的研究、基础工艺的提高、腔体的优化设计、电子系统设计和误差补偿技术。概述了国内的FMDLG研制历史和现状,结合自身研制经历,给出了FMDLG需要解决的若干问题。     

四频差动激光陀螺自适应程长控制技术

为了减小四频差动激光陀螺(FMDLG)对外界干扰的敏感性,设计了自适应程长控制系统使之工作于最佳工作点。对FMDLG的程长进行小抖动正弦调制,利用相敏检波技术从光强中提取调制信号的基波和二次谐波幅度。上述两个信号和光强一起用来实现自适应程长控制,它包括自动增益控制、自动调制幅度控制和程长控制3个环路。实验表明,自适应控制可有效消除光学和电子元件参量以及光强变化对控制系统的影响,而且可使FMDLG稳定地工作在最佳工作点上,从而降低其磁灵敏度。     

四频差动激光陀螺的热效应浅述与其温度分布的测试

本文简要分析了四频差动激光陀螺开机后热场的变化对零漂的影响（即陀螺的热效应）,提出了一些克服热效应的方法,并测定了陀螺热场。     

四频差动激光陀螺模式损耗导致的零偏

为了进一步提高四频差动激光陀螺(DILAG)的精度,对其模式损耗导致的零偏进行了理论和实验研究.考虑气体增益介质的色散效应对环形空腔频率的修正,推导了DILAG零偏与磁场强度、氖xg.同位素配比、模式损耗、腔长等参量在不同工作方式下的关系式.采用腔长调谐、施加磁场、改变工作方式等方法进行了实验研究.研究结果给出了DIL...     

四频差动激光陀螺减小磁效应的新方法

四频差动激光陀螺的磁效应是制约其精度提高的重要误差源之一。从四频陀螺工作原理出发,分析其物理机制,提出一种减小磁效应的新方法。基于光强差稳频思想,通过改变稳频判定标准,选择最佳稳频点;同时采取针对性措施,确保陀螺相关参量特别是总光强的稳定性。实验结果验证了此方法的有效性,对研究者有一定参考意义。     

四频差动激光陀螺小抖动稳频工作模式判别技术研究

为避免传统光强差稳频方式的缺陷,提出了四频差动激光陀螺小抖动稳频方法。从四频陀螺工作原理出发,分析了小抖动稳频的可行性,其中工作模式判别问题是技术难点。提出三种解决方法：改变左右旋模频率间隔、光强差稳频方式的扫模电路结合、根据陀螺零漂数据来判别,为进一步研究提供了参考。     

激光陀螺随机漂移的数字滤波方法比较

激光陀螺的随机漂移噪声类似于白噪声,它是影响激光陀螺精度的重要因素,采用数字滤波的方法可以减小随机漂移对激光陀螺精度的影响.采用常见的AR(2)模型"、卡尔曼滤波"、小波分析"和小波包分析"这四种数字滤波方法对激光陀螺的随机漂移进行分析研究,并利用功率谱和Allan方差的分析方法对这几种滤波效果进行了比较.仿真结果表明,对于激光陀螺的随机漂移的滤除,基于AR模型的卡尔曼滤波法的效果最好,基本上消除了陀螺的随机误差,而小波分析法和小波包分析法只能在一定程度上消除高频段的漂移.所得结果对激光陀螺的应用有较好的参考价值.     

数字滤波对激光陀螺随机误差分析的影响

详细讨论了数字滤波对激光陀螺随机误差分析的影响，给出了理想低通滤波情况下的角度随机游走噪声Allan方差的解析表达式，指出滤波后的Allan方差分量一般相异于未经滤波的Allan方差分量。针对这一差异，提出了一种简易方法来处理经过滤波的陀螺数据。     

基于ARMA-AKF的HRG随机误差建模分析

针对半球谐振陀螺(HRG)随机误差影响惯性测量单元测量精度的问题,提出了一种改进的基于自回归滑动平均(ARMA)模型和自适应滤波(AKF)的随机误差处理方法。该文对预处理的数据进行了自相关和偏相关特性分析,判断随机误差的适用模型,以及利用贝叶斯信息准则(BIC)准则估计ARMA模型的阶数,通过长自回归模型计算残差法获取模型参数,引入加权自适应因子在线调整一步预测误差阵和量测噪声矩阵用于改进滤波方程,并比较了5项主要误差系数值。结果表明,改进的算法能够有效抑制随机误差,为HRG的随机误差建模补偿提供了新方法。     

光纤陀螺随机漂移的建模与滤波研究

时间序列模型是对光纤陀螺(FOG)随机漂移进行建模的一种重要方法.传统的时间序列建模方法难以应用于实时建模,且模型精度较低.因此,提出了适用于高精度FOG随机漂移的改进自回归整合移动平均模型(ARIMA),并基于该模型建立了FOG随机漂移的实时Kalman滤波器.实验结果表明,该改进ARIMA模型能较准确地描述FOG的随机漂移;Allan方差分析结果表明,与基于传统自回归移动平均模型(ARMA)的Kalman滤波结果相比,基于该模型的Kalman滤波对减小光纤陀螺的5项主要随机误差更有效.     

激光陀螺随机漂移的渐消Kalman滤波

随机漂移误差是激光陀螺的主要误差源之一.Kalman滤波算法能够有效抑制激光陀螺的随机误差,但是当计算模型不准确时,采用常规Kalman滤波易导致结果发散.渐消Kalman滤波能够抑制历史信息、重用现时量测信息,得到连续平稳的滤波结果.采用渐消Kalman滤波对激光陀螺随机漂移进行最优估计,取得了较好的效果.结果表明,...     

激光陀螺的角度随机游走

研究了四频激光陀螺角度随机游走的组成,它避免了机械抖动陀螺通过锁区所产生的随机游走效应带来的问题。通过改变放电电流,测量各种激光光强下的陀螺脉冲的时序输出,计算出不同光强值所对应的随机游走系数,根据量子噪声的特点,分离得到随机游走的量子噪声和非量子噪声成分。实验结果表明,在目前四频激光陀螺已达到的水平和使用条件下,非量子噪声成分占主要地位。若能通过设计去除或削弱非量子噪声成分的组成因素,将使随机游走减小,陀螺的性能将得到提高。     

激光陀螺信号的小波滤波方法研究

随机噪声是影响激光陀螺精度的一个重要因素,其中随机噪声包括分形噪声和白噪声,采用传统的方法很难去除分形噪声.对于激光陀螺中的随机噪声,利用分形噪声在小波变换域的特殊性质采用小波变换域参数估计方法获得噪声参数;然后采用小波阈值滤波方法去除噪声.对某型号的激光陀螺的滤波结果表明了该方法的有效性.     

激光陀螺温度误差的多因素BP网络模型

分析了激光陀螺刻度因子随温度变化的特点,指出了激光陀螺刻度因子与环境温度、温度增量和温度变化率有关,提出了激光陀螺刻度因子温度误差的三因素三层BP网络新模型,模型结构简单。实测数据的仿真结果表明,模型精度高,均方差优于6.1×10-7("/pulse)。     

激光陀螺捷联惯性导航系统零速修正研究

针对激光陀螺捷联惯性导航系统不依赖外部信息修正,长时间工作累积放大的问题,分析常用的零速修正算法二次曲线拟合法、最小二乘法、卡尔曼滤波法等,结合车载激光陀螺捷联惯性导航系统实际应用,提出一种自适应零速修正方法,利用零速修正技术的约束条件,构建15个基本误差参数,根据系统自身误差特性,设计出系统的状态量测矩阵和量测方程,并采用基于普条件数可观测理论对系统各状态进行了可观测性分析,确定卡尔曼滤波器参数,从而实现对位置坐标、姿态角、速度误差进行了有效估计,可以有效提高惯性测量单元（IMU）导航精度。实验表明,采用该方法能有效提高了捷联惯性导航系统导航精度,既克服了频繁停车,又增强了载体的机动性能。