离心机闭合误差对陀螺加速度计输入量的影响

为研究离心机闭合误差对陀螺加速度计标定精度的影响,分别从离心机自身姿态误差、主轴角速率误差、地球自转角速度等三方面进行研究,推导了存在闭合误差时,陀螺加速度计输入比力以及输入角速度的相应表达式,并结合加速度计的离心机试验以及各误差的允差计算了实际的输入比力和输入角速度误差.结果表明,控制闭合角误差的大小,选择合理的主轴旋转周数可以使得在各项误差作用下,陀螺加速度计的标定精度满足要求.     

高精度光纤陀螺组件标定方法

为了提高光纤陀螺组件的标定精度,从三轴惯导测试转台技术指标入手,根据惯导测试转台定位精度高的特点,设计了六位置静态分立式标定方案.通过设计一定的标定路径,利用地球转速和当地地理纬度,激励出陀螺的标度因数、安装误差和零位等12个参数,新的标定方案避免了标度因数和安装误差对零位的影响.对自研光纤陀螺捷联惯导系统在三轴惯导测试转台进行传统标定和六位置静态分立式标定,并将标定结果用于静态导航实验,多次实验结果表明,与采用传统标定结果的导航定位误差相比,采用六位置静态分立式标定结果的导航定位误差显著降低.     

转台误差对MEMS陀螺标定的影响分析

MEMS陀螺是导航系统中的关键元器件,提高其精度对提升导航系统性能具有重要意义.基于多体系统建立三轴转台误差模型,根据转台运动机理分析得到三轴转台的各类几何误差项及运动误差项,然后阐述陀螺标定原理,推导出MEMS陀螺标定全参数误差模型,测量出转台各项误差参数值.在此基础上进行速率标定实验,分别求得加入转台误差项参数和不加转台误差项参数时得到的MEMS陀螺误差系数,对比得到两者差值,根据此误差值可以对在不考虑转台误差项参数时得到的MEMS陀螺误差系数进行校正以提高精度.实际工程应用中,可以通过建立MEMS陀螺标定全参数误差模型修正转台误差以提高MEMS陀螺精度,从而提升惯性导航系统性能.     

基于二阶非线性滤波的星上陀螺在轨标定

为提高三轴稳定卫星姿态确定精度,针对典型的陀螺/星敏感器联合定姿方案,结合二阶非线性滤波估计,推导了一种利用星敏感器对陀螺进行实时在轨标定的算法.充分考虑卫星姿态测量过程中可能出现的各种误差源,建立陀螺安装误差、标定因子误差以及漂移模型,并对陀螺测量过程中可能出现的各种误差进行在轨补偿,为卫星姿态确定和校正提供丰富的姿态测量信息,以确保姿态测量器件长期在轨工作精度.采用该算法对哈尔滨工业大学"试验卫星一号"遥测数据进行复算和校核,结果与实际飞行数据吻合,验证了该在轨标定算法的有效性和可靠性.     

动调陀螺标度因数非线性误差补偿研究

捷联惯性测量组件的非线性误差主要体现在陀螺和加速度计的标度因数上,为了减小捷联惯性测量组件中的动调陀螺的非线性误差,提出了一种对陀螺测量曲线进行自适应分段最佳逼近拟合方法.该方法在分析陀螺非线性误差产生的原因基础上,推导出陀螺的标度因数非线性误差补偿模型,设计了试验标定方案,在惯性测量组件的整个测量范围内进行自适应分段,每段用一个高次曲线最佳逼近,可得到陀螺测量模型在每个分段区间的精确函数描述,从而可以对陀螺非线性测量误差进行实时补偿.系统的速率试验和摇摆试验结果表明,自适应分段高次曲线最佳逼近的方法有效地提高了陀螺的角速度测量精度,最大能提高约10倍.     

SINS／星敏感器组合导航方案研究

研究了SINS/星敏感器组合导航系统中对陀螺误差和星敏感器安装误差角进行在线自标定的方法。提出了以惯导输出确定的载体相对惯性空间的姿态四元数和星敏感器输出的姿态四元数构造量测的方法。设计了对陀螺随机常值漂移和星敏感器安装误差进行在线自标定的组合导航方案。仿真结果结果表明在简单的俯仰运动和抖翼运动激励下,星敏感器的安装误差估计精度可达到角秒级,姿态精度明显高于忽略星敏感器安装误差的方案。     

陀螺/星敏感器在轨标定算法研究

为确保姿态测量器件长期在轨工作精度,提高三轴稳定卫星的姿态确定精度,针对典型的陀螺/星敏感器联合定姿方案,推导了一种对陀螺和星敏感器进行实时在轨标定的算法.充分考虑卫星姿态测量过程中可能出现的各种误差源,建立陀螺和星敏感器的安装误差和标定因子误差模型,并对可能出现的各种误差进行在轨补偿,与同类算法相比,为卫星姿态确定和校正提供了更加丰富的信息,计算量更小.最后对该算法进行了数学仿真,仿真结果验证了该在轨标定算法的有效性和可靠性.     

基于小波变换和陀螺的高旋弹角运动测量技术

为解决陀螺测量高旋弹角运动参数的问题,在对高旋弹的运动特性进行分析研究的基础上,建立陀螺测量角运动参数的数学模型,提出基于小波变换和陀螺的高旋弹角运动参数测量方法。先对基于俯仰轴安装的陀螺测量数据进行小波滤波,得到近似正弦曲线的耦合角运动曲线,再利用正弦曲线过零点和极值点计算弹体俯仰角速度、滚转角速度及滚转角。实验证明,所提方法能有效测量高旋弹的俯仰角速度、滚转角速度和滚转角,测量结果精度较高。     

无陀螺捷联惯导系统角速度解算方法的研究

无陀螺联捷惯导系统采用加速度计输出的比力代替角速度陀螺仪来解算载体角速度。本文提出了加速度计的３种安装方案,给出了每种安装方案载体角速度的解算方法,并分析了它们的精度。     

相位误差对MEMS陀螺检测的影响分析及校正

为提升MEMS陀螺的整体检测性能,对解调参考信号的相位误差对MEMS陀螺检测的影响进行了分析,提出了基于矢量内积鉴相器的相位校正方法.首先从原理上分析了相位误差对解调结果的影响,然后建立了开环解调、静电力反馈正交误差消除加开环解调、静电力反馈正交误差消除加闭环解调3种典型MEMS陀螺检测电路的仿真模型,对解调参考信号存在相位误差的情况进行了仿真。仿真结果表明:不同解调方式中,相位误差对角速度和正交误差的解调影响基本一致,对陀螺的动态范围影响各不相同.同等输入条件下,解调参考信号的相位误差越大,角速度和正交误差的解调结果与真实值的偏差就越大,有必要进行相位校正以消除其影响。 在此基础上,首次将矢量内积鉴相法引入了MEMS陀螺检测电路中,提出了一种可以适用于3种情况的相位校正方法,并进行了仿真。仿真显示,该方法可以消除相位误差,校正正交误差系数和角速度解调误差,提升静电力反馈正交误差消除加开环解调电路的动态范围,且不会影响MEMS陀螺的启动时间,具备良好的通用性。     

Research on identifying the dynamic error model of strapdown gyro on 3-axis turntable

Gyro calibration technology is the key technologyin enhancing navigation system accuracy[1~4].The in-ertial unit in the strapdown inertial navigation system ismounted on the space vehicle directly;its dynamic er-rors are the main error sources of the strapdown inertialnavigation system.Gyros are the angular velocity sen-sors and key unit in the strapdown inertial system.Therefore establishing the dynamic error model of gyroand identifying the error model coefficients are of greatimportance for…     

Research on coning compensation algorithms for SINS of angular rate input

To compensate the coning error of Strap-down Inertial Navigation Systems (SINS) under high dynamic angular motion, many rotation vector algorithms have been developed using angle increments information. However, most SINS use angular rate gyros. Aimed at this problem, 18 algorithms are derived based on analysis of the conventional algorithms, and corresponding coning error expressions are given. At last simulation is made which indicates that the new algorithms have much higher precision.     

平行分度凸轮机构的精度分析

本文对凸轮机构的各原始误差对从动件输出的影响作了系统分析,建立了凸轮机构误差对输出性能影响的通用分析力学模型。把各原始误差视为随机变量,推导了凸轮机构误差分析计算公式,对不同类型误差的影响及各种运动规律对误差的敏感性作了系统分析。本文还对平行分度凸轮机构进行了实例分析计算,论证其正确性。     

Method of Improving the Navigation Accuracy of SINS by Continuous Rotation

A method of improving the navigation accuracy of strapdown inertial navigation system (SINS) is studied. The particular technique discussed involves the continuous rotation of gyros and accelerometers cluster about the vertical axis of the vehicle. Then the errors of these sensors will have periodic variation corresponding to components along the body frame. Under this condition, the modulated sensor errors produce reduced system errors.Theoretical analysis based on a new coordinate system defined as sensing frame and test results are presented, and they indicate the method attenuates the navigation errors brought by the gyros‘ random constant drift and the accelerometer‘s bias and their white noise compared to the conventional method.     

基于加速度计的航空遥感器扫描反射镜姿态控制研究

提出了一种航空遥感器扫描反射镜姿态控制的新方法,用小型、低造价的线性加速度计代替陀螺感测飞行器的三维角运动,反射镜姿态控制系统用实测的角加速度作为控制系统的反馈信号.根据用线性加速度计指示角加速度的公式,讨论了将加速度计直接配置在扫描反射镜镜体上的方案,并给出了执行扫描反射镜姿态控制策略的控制系统原理图,证明该方法在理论上是简易可行的,具有一定的实用性.     

运动测量误差对带状SAR成像影响的定量分析

定量分析运动测量误差对成像的影响是实际机载SAR系统设计中的重要问题。本导出了沿方位向及瞄准线同时存在恒定位置误差和恒定速度误差,以及同时存在恒定位置误差、恒定速度误差及恒定加速度两种情况下,SAR回波信号压缩波形主瓣偏移、二次相位误差、三次相位误差及四次相位误差的解析式。对4个点目标得到的方位像仿真结果和利用中解析式计算结果一致,证明了推导的正确性。     

平面轨迹机构的静态综合可靠性分析

传统的机构运动可靠性研究多以各分量运动误差来建立机构运动的可靠性分析模型, 进而获得各分量误差落在允许误差范围内的概率。为获得各分量误差的综合效应, 将机构运动在每一坐标分量上的失效看作一种失效模式, 基于多失效模式提出轨迹机构的综合运动可靠性分析模型。在各运动分量的相关性分析的基础上, 采用二维正态分布导出各运动分量的联合概率密度, 最后采用数值积分方法求解机构运动综合可靠度。通过数值实例对该模型的有效性和精度进行验证, 其结果表明, 这一模型能够反映机构在整个运动区间上某指定点处整体失效情况。       

捷联惯导系统的真锥误差分析

航行体的角振动和线振动是引起捷联惯导系统误差的重要原因之一,本详细分析了航行体角振动引起捷联惯导系统真锥误差的机理和原因,并给出误差的模型和减小误差的可能途径。     

弧面分度凸轮机构的运动可靠性灵敏度分析

为分析制造、安装误差对弧面凸轮机构运动精度的影响,运用机构运动可靠性灵敏度分析方法对其进行研究。基于空间啮合理论建立含加工误差的弧面凸轮廓面数学模型,并以此导出弧面凸轮机构的运动误差函数;以该误差函数为基础,建立该凸轮机构的运动可靠性分析模型;推导出各项随机误差的标准差对机构运动可靠性的灵敏度解析表达。实例分析表明,凸轮与从动盘之间的轴交角误差是影响弧面分度凸轮机构运动精度的主要因素,其次是弧面凸轮廓面误差。