光纤陀螺在捷联惯性测量组合中的应用研究

结合某型号导弹捷联光纤陀螺惯性测量组合研制的实际情况,介绍了干涉型全数字闭环光纤陀螺的工作原理,对光纤陀螺集成方式、光纤陀螺温控设计、光纤陀螺一体化结构设计、光纤陀螺误差补偿技术等光纤陀螺工程应用问题作了具体阐述,给出了试验结果,并指出光纤陀螺工程化应用存在的某些问题。     

光纤陀螺发展及应用前景

回顾了光纤陀螺发展过程，简述了光纤陀螺的基本原理、光纤陀螺的构成方式及光纤陀螺的主要特点，综述了光纤陀螺仪目前的研制与应用概况及国内武器系统对光纤陀螺需求。     

基于AR模型的光纤陀螺建模方法研究

作为新一代的光学陀螺仪,光纤陀螺的性能决定着惯性参考系统的精度,为了提高光纤陀螺的精度,本文提出了利用时间序列分析法中的AR模型[1]对光纤陀螺零漂数据进行分析,采用最小二乘法对数据进行了处理和拟和,并在此基础上应用卡尔曼滤波算法对建模后光纤陀螺的漂移数据进行了滤波,有效地抑制了光纤陀螺中的随机误差,得到了陀螺信号的常项漂移趋势,提供了一种符合工程应用要求的光纤陀螺漂移模型。     

光纤陀螺温度误差建模及补偿方法

温度是影响光纤陀螺输出精度的主要误差源。为了有效提高光纤陀螺的输出精度，在光纤陀螺温度特性理论分析的基础上，对光纤陀螺进行了全温度范围（-30℃-＋70℃）速率试验和零偏试验，并对试验数据进行了深入分析，建立了光纤陀螺温度与标度因数、温度与零偏之间的多项式误差补偿模型。试验结果表明，该温度误差补偿模型可以使光纤陀螺在全温度范围的输出精度提高一个数量级，补偿效果良好。     

光纤陀螺随机漂移非参数ARMA模型的建立与分析

针对光纤陀螺随机漂移的非线性,提出了运用一类非参数ARMA模型(FARMA模型)对光纤陀螺漂移数据进行建模。依据某型光纤陀螺的实测数据,通过比较选择了FARMA(2,1,1)模型作为该型光纤陀螺随机漂移数据的模型。在此基础上对模型进行了适用性检验,同时对该模型的拟合结果进行分析,结果表明FARMA(2,1,1)模型能够更好的描述光纤陀螺随机漂移。     

光纤陀螺和环形激光陀螺及其技术评定

本文介绍了两种光学陀螺的发展历史及其通用原理,又分别描述了激光陀螺、模拟光纤陀螺和数字光纤陀螺的具体工作过程、应用范围及消除漂移的具体方法。重点对两种光学陀螺进行了详细比较,分析指出,光纤陀螺在重量、装配条件、多种装配形式、加工精度、使用期限以及价格方面都优于环形激光陀螺。但总的来看,光纤陀螺还存在一些重大技术问题有待解决,该公司研制的光纤陀螺的漂移率为10°/h,可用在偏航的俯仰测量、姿态稳定等应用中。对性能要求在0.01°/h的惯导中,仍取代不了环形激光陀螺。从长远看,两者竞争的焦点是在价格方面。     

麦道公司的光纤陀螺发展

麦道公司于1977年开始研制光纤陀螺,1977～1986年期间取得了一系列重要成果,其中主要有:第一台数字式光纤陀螺,第一台全固态光学陀螺,第一台适用战术弹头尺寸要求的光纤陀螺,首次提出波长漂移引起比例因子误差的实用校正方法,以及第一个光纤陀螺产品。本文对这些成果以及麦道光纤陀螺未来发展方向作了扼要总结。     

光源光谱对光纤陀螺的性能影响分析

分析了光源光谱对光纤陀螺性能的影响，指出了在光纤陀螺中光源光谱特性指标的计算方法，尤其是光源相干函数的计算方法，并通过理论分析得到了适合于光纤陀螺应用的光源光谱形状。理论分析和实验结果表明：高斯形光源光谱最适合光纤陀螺应用。     

光纤技术与惯性器件

简述了自七十年代以来,世界各国用于飞行控制系统的惯性控制器件—陀螺和加速度计的发展状况,着重论述了新一代惯性控制器件—激光陀螺和光纤陀螺的发展现状,特别对未来的惯导控制器件—光纤陀螺和光纤加速度计的研制现状进行了较深入的探讨,提出了当前世界各国所研制的光纤陀螺和光纤加速度计的原理、类型以及各种类型的优缺点,并指出了各种类型的光纤陀螺和光纤加速度计所存在的难点以及解决这些难点所应采取的技术措施及发展方向。     

一种光纤陀螺随机振动误差高精度建模方法

工程应用中,随机振动对光纤陀螺的测量精度有着重要影响。本文通过对光纤陀螺振动数据的特性分析,提出了一种经验模态分解法、时间序列建模方法以及Kalman滤波算法相结合的光纤陀螺随机振动误差高精度建模方法,实现了对光纤陀螺振动误差的高精度拟合,该方法可应用于工程环境中对光纤陀螺随机振动误差的高精度补偿。     

光纤陀螺零漂信号的Allan方差分析

介绍了数字光纤陀螺（FOG）零漂实验的设备及环境，在测得特定光纤陀螺静态零漂信号的基础上，运用Allan方差理论对陀螺零漂信号进行定量的分析，得到了光纤陀螺角随机游走、零偏不稳定性、速率随机游走、速率斜坡和量化噪声5个误差源系数的大小，通过对各系数大小的分析，确定出该光纤陀螺在使用中有较大影响的误差源为角随机游走和零偏不稳定性系数，为该光纤陀螺进行各种误差补偿提供了理论依据。     

光纤陀螺误差分析及其抑制措施

本文分析了干涉式光纤陀螺中主要误差的产生机理，结合具体陀螺参数，对部分误差的等效旋转速率进行了估算，总结了抑制这些误差所采取的技术措施，探讨了研制实用化学纤陀螺应从整体上关注的重要问题。     

闭环光纤陀螺的输出频率误差

本文分析了在目前普遍采用的干涉式锯齿波闭环光纤陀螺系统方案中，由于相位调制锯齿波不理想所造成的输出频率误差，给出了较大测量范围内这种误差与锯齿波不理想因素之间的定量关系，提出了减小和补偿种误差的基本方法，并对这些分析结果进行了仿真验证。     

Temperature Drift Modeling of FOG Based on LS-WSVM

Large temperature drift is an important factor for improving the performance of FOG. A trend term of temperature drift of FOG is obtained using stationary wavelets transform, and an FOG drift algorithm with least squares wavelet support vector machine (LS-WSVM) is developed. The algorithm used Maxihat wavelet as a kernel function of LSWSVM to establish an FOG drift model. It has better modeling precise than LS-WSVM model with Gauss kernel. Results indicate the efficiency of this algorithm of LS-WSVM.     

开环光纤陀螺信号处理

通过电压电流转换电路和电流频率转换电路,将某型光纤陀螺的电压信号转换为频率信号。着重强调了恒流源的重要性和实现途径。对电路的原理和工程应用进行了分析。     

光纤陀螺寻北仪航向效应误差分析和补偿

在实际寻北过程中,寻北仪航向效应使寻北精度大大下降。在介绍光纤陀螺(FOG)寻北原理的基础上,提出大倾角下的光纤陀螺四位置寻北方法,对解算出的方位角进行了象限判别;从理论上分析了四位置寻北法在0°～360°范围内的航向效应,研究其误差补偿方法,得出陀螺仪敏感轴指向南北方向时寻北航向效应误差最大的结论。通过仿真验证了寻北方案、理论分析和补偿方法的正确性和有效性。     

一种光纤陀螺随机噪声时间序列建模与实时滤波方法

为了减小光纤陀螺（FOG）的随机噪声,利用时间序列分析法对FOG的随机噪声进行了分析与建模,并在建立的自回归滑动平均（ARMA（2,1））模型基础上,采用一种将改进递推增广最小二乘（RELS）算法和Sage-Husa自适应卡尔曼滤波算法相结合的方法,对采集的FOG静态输出随机噪声进行实时补偿,同时与标准kalman滤波算法进行仿真对比。仿真结果表明,该方法具有更好的补偿效果,可更有效地抑制FOG随机噪声。     

基于ARM7的光纤陀螺经纬仪寻北系统设计与实现

针对机械式陀螺经纬仪系统工艺要求高、结构复杂、精度受多方制约的特点,设计了一个陀螺经纬仪寻北系统,采用四位置寻北方案,选用光纤陀螺为测量元件,用高速32位ARM7微控制器作为主控芯片,寻北过程操作完全通过红外控制实现.实验数据表明,系统能很好的实现寻北功能,稳定性好,精度能够达到要求,同时系统结构简单、易于实现,接口灵活、扩展性好.     

稳定平台中通用陀螺数据采集处理系统

为提高稳定平台的性能,针对平台中各种类型陀螺高速度、高精度、宽动态范围的设计指标要求,研制了一种通用数据采集处理系统。在详细分析动力调谐、光纤和微机械陀螺典型型号性能参数指标的基础上,提出了系统的设计指标要求,选择8通道24位∑-？高精度模数转换器ADS1278和32位数字信号处理器TMS320F2812,设计实现系统的硬件电路,编写了相关的软件程序,并进行了实验验证。实验表明：系统的转台测试数据与陀螺出厂标定的性能参数之间,测量误差小于1%,完全满足稳定平台中陀螺的应用要求。