半周期中天法在初寻北中的应用研究

目前陀螺初寻北大多还是采用逆转点法,影响寻北速度且难以实现仪器自动化.由陀螺仪寻北中天法的基本原理出发,提出了一种固定照准部的初寻北半周期中天法.设计了如下初寻北方案:利用粗寻北传感器进入相对真北±1°的范围,再用半周期中天法进行初寻北测量.实验表明,半周期中天法应用于JT-15陀螺仪的初寻北精度可以达到±8′,而且初寻北效率提高了一倍.     

倾斜补偿式地磁传感器的设计与误差补偿方法

针对仿生偏振光-地磁-GPS的多信息源融合导航平台中的地磁导航需求,设计一种基于磁阻技术的补偿式三维地磁传感器系统.详细介绍了三维地磁传感器的原理、设计方法,分析了影响传感器精度的误差来源,并有针对性地进行了误差分析与补偿方法的研究.本传感器可实现航向角、俯仰角以及横滚角的动态实时测量,为多信息源融合下的自主导航系统提供一种精确有效的地磁导航辅助信息.     

全自动智能陀螺寻北仪中待测光标信号采集模块的设计

介绍了全自动智能陀螺寻北仪的硬件系统原理图.基于CPLD技术设计的电路驱动CCD图像传感器,通过待测光标信号采集模块,实现陀螺仪光标信号的高精度自动采集.实验表明该模块能有效的代替人眼对光标进行识别,可以减少测量结果对操作人员素质的依赖,使寻北仪的寻北精度从原来的30″提高到5″,为仪器寻北全自动化和智能化奠定了基础.     

利用AR模型进行动态寻北中有色噪声的控制

采用旋转调制技术,研究了以动调陀螺为角速率传感器的全姿态寻北仪。为了控制有色噪声对动态寻北的影响,利用观测残差建立了有色噪声的AR模型,对有色噪声进行了拟合与预报,并利用改正后的观测信息、基于抗差估计原理构造了高崩溃污染率的初值辅以IGGⅢ方案迭代解算的混合算法。计算结果表明:采用AR模型对有色噪声进行拟合与预报,能够有效控制有色噪声的影响,并提高动态寻北的精度和可靠性。     

双轴倾角传感器的设计与实现

光纤陀螺(FOG)寻北仪是利用FOG在相对地球静止时感测到的地球自转角速率在光轴上的分量特性而设计的寻北系统。固定陀螺的基座不水平时,对寻北精度会产生较大的影响。为了检测基座平面的姿态角,并对陀螺的输出值进行补偿,研制了高精度的双轴倾角传感器。该倾角传感器采用双轴石英挠性加速度计作为检测元件,通过采样加速度计在相差180°的2个方向上的输出值,精确地解算出基座平面的姿态角,并消除了加速度计偏值的影响。系统简单,容易实现,且达到了较高的测角精度。     

基于地磁导航的智能小车方向控制方法

讨论了一种通过地磁进行智能系统导航控制的方法,通过地磁传感器获得智能系统的行驶状态,并对地磁导航角进行误差校正。综合考虑车辆速度、转向角大小等因素对智能系统行驶状态的影响,提出一种适用于内核为Cortex_M4的智能小车转向控制策略。     

基于多地磁传感器的车辆位置检测系统设计

系统通过在路面下安装多个地磁传感器检测车辆在路面的实时位置。地磁传感器与微处理器集成为信号处理模块,信号处理模块采集地磁传感器数据并在滤波后发送给数据处理模块。数据处理模块通过车辆经过路面时地磁传感器数据的变化来分析计算得出车辆的位置。通过对实验测得数据进行曲线拟合得出车辆位置与传感器差值之间的关系,进而推导出车辆的位置,其两轴精度达到10 cm。此外,设计的系统还可以测得车辆的速度和前进方向,并有望在智能公路方面应用于自动驾驶。     

积分法在智能陀螺寻北系统中的应用研究

寻北方法是陀螺寻北仪的重要研究对象。在分析智能陀螺寻北系统的光路及采集系统基础上,对积分法进行了深入的理论分析,并讨论了其在智能寻北系统中的应用研究。利用JT—15型陀螺寻北仪,分别用中天法和积分法进行了寻北测量的对比实验,中天法测量的标准偏差不超过11,″积分法测量的标准偏差不超过9″。实验结果表明:积分法可以得到比中天法高的测量精度,在全自动智能寻北系统中可替代中天法进行寻北测量。     

旋转调制寻北方法的误差研究

采用一个陀螺和一个加速度计可以组成最简单的旋转调制式寻北仪.影响寻北仪寻北精度的误差源有很多,不同误差源对寻北精度有着不同程度的影响.为了研究引起寻北误差的主要误差源对寻北结果的影响,对提出的寻北仪三种方法(二位置、四位置、连续旋转)的公式进行了推导,并采用MATLAB进行了仿真.仿真结果表明,影响寻北仪寻北精度的主要误差源为:初始航向角、陀螺常值漂移、采样时间、转位误差、转台旋转速率(连续旋转方法)、台面倾斜角等.结果可为寻北仪的优化研制提供了理论依据.     

基于地磁传感器和UWB技术的停车位车辆检测方法与实现

针对单地磁传感器在进行车辆检测时容易受到相邻车位车辆干扰,以及使用传统阈值判决方法存在漏检与误检问题。为提高停车位车辆检测的准确率,对传统地磁阈值判决方法做出改进,提出了一种基于地磁传感器与超宽带(Ultra Wide band ,UWB)技术结合的停车位车辆检测方法。当根据单地磁传感器无法确定停车位状态时,唤醒UWB测距功能,将测距结 果与地磁信号融合来提高检测准确度。实验结果表明本文所提方法相比于单地磁检测方法可提高约6.0%的准确度。     

陀螺寻北仪基座扰动的一种补偿方法

为了减小基座扰动对寻北精度的影响,首先分析了基座扰动引起的寻北误差,推导了基座扰动与寻北误差之间的关系表达式,并提出通过增加隔振基座和选择采样时间来减小基座扰动引起寻北误差的方法,通过卡车振动试验,证明该方法可以较好地减小基座扰动对寻北精度的影响.     

磁浮寻北仪转位误差对寻北精度的影响分析

阐述了磁悬浮陀螺寻北仪的寻北原理,将地球自转角速度分解到陀螺坐标系上,分析了在转动机构没有精确转到要求的位置,存在转位误差的情况下所引起的寻北误差,推导出了转位误差与寻北误差之间的关系表达式,为转位误差的补偿提供了理论基础,也为提高寻北速度提供了技术支持。     

基于光纤陀螺的单周快速动态寻北算法研究

以单个单轴光纤陀螺为主要惯性测量器件,提出了一种新的基于单周期逐点最小二乘拟合的快速动态寻北方案。该方法先利用连续恒速的机械旋转将光纤陀螺的输出信号调制成一定频率的余弦调幅波;然后,通过恰当的数字滤波处理较好地抑制了随机漂移和各种高频干扰对测量精度的影响,最后,通过整周期逐点最小二乘拟合显著地降低了低频干扰的影响,提高了寻北精度;并在此基础上进行了实验室实际测试和误差分析。实验结果表明:选用精度0.8°/h的光纤陀螺和该寻北算法,在12′内便可实现10个角分的较高解算精度,操作简单,稳定性好。     

山东省流动地磁数据管理系统设计与实现

主要是介绍了山东省流动地磁数据管理系统的设计思路、系统开发的技术与方法,以及系统各个模块的功能,采用Delphi7．0为前台开发工具,用Access2000作为后台数据库来完成流动地磁数据管理系统数据库设计。实现了在WindowsXP系统下对流动地磁数据的录入、编辑、查询、报表、打印等功能。与以往使用的流动地磁数据管理系统相比,功能更强,操作更方便快捷,提高了流动地磁数据处理速度。由于所有数据Table位于一个模块中,非常便于管理维护和迁移升级,是流动监测数据处理工作上的一个飞跃。     

磁通门磁力计测地磁研究

磁通门磁力计是一种弱磁测量仪器,可以用来测量地磁场。介绍了磁通门磁力计系统的结构和工作原理,并用一维开环系统实现了单方向地磁场分量变化的相对测量;在此基础上,增加三维球状反馈线圈实现了地磁场3个正交方向分量的测量。一维开环系统测量结果显示:在测量方向地磁场的周期以半日周期最为明显;三维系统测地磁场数据统计表明:当日地磁场变化不超过3μT。     

基于地磁场探测的车辆监测系统

介绍了各向异性磁阻(AMR)传感器探测系统的检测电路的实现与数据信息处理方法。这种利用车辆通过道路时对地球磁场的影响来完成车辆检测的数据采集系统具有常规线圈检测器所不具备的优点,在智能交通系统(ITS)的信息采集中必将起着非常重要的作用。给出真实公路环境中对行驶中车辆探测的实验结果,实测效果直观明显,探测灵敏度达到2mV/V/Oe,线性度误差达到0.05%FS。     

基于改进巨磁阻传感器的地磁定向系统

介绍了一种新的地磁定向系统的组成及其工作原理,利用巨磁阻传感器,测量地磁场,实现定向.由于巨磁阻传感器的一些特性不满足测量要求,对其进行了改进,设计了地磁定向系统,得到了测试数据.数据中含有一定的噪声,利用小波对其进行去噪处理,提取地磁场信号特征,进而实现快速准确定向,最后简单分析了该定向系统的应用前景.     

自适应无迹卡尔曼滤波算法在地磁导航中的应用

考虑到地磁导航过程中,无迹卡尔曼滤波(UKF)受初始值误差、系统噪声不确定性和环境磁异常扰动这些因素的影响,将自适应估计原理引入到UKF算法,提高UKF算法的收敛性和地磁导航系统的稳定性.计算结果表明,在地磁导航系统数据处理中,UKF算法略优于扩展卡尔曼滤波(EKF),自适应UKF算法优于自适应EKF算法,自适应UKF算法能够很好地抑制初始化误差、系统噪声不确定性和环境磁异常扰动对导航解的影响,进一步提高地磁导航系统的定位精度和可靠性.     

基于GMR传感器的Zig Bee无线车辆检测系统设计

设计了一种基于巨磁阻(GMR)传感器的Zig Bee车辆检测系统,利用高灵敏度的GMR传感器采集道路上经过车辆对地磁场的扰动信号,然后通过检测节点对采集的数据进行打包处理,并通过Zig Bee无线网络系统将数据传输给上位机。实验表明:该系统检测工作稳定可靠,且节点尺寸小,无需布线,易于安装。     

基于模糊AKF地磁辅助导航的采煤机定位方法

针对惯导在采煤机定位时产生累积误差以及实时定位精度低等问题,提出了基于模糊自适应卡尔曼滤波(AKF)惯性地磁辅助惯性导航的采煤机动态定位方法.通过迭代最近等值点(ICCP)算法将惯导与地磁辅助技术组合,并引入模糊自适应的卡尔曼滤波方法,实现了在线自适应调整测量噪声方差阵.通过对采煤机进行定位仿真分析,结果表明:可克服惯导定位误差随时间累积的缺点,实现了采煤机实时高精度定位.