基于光纤陀螺的组合导航系统中双DSP通信研究

以双DSP为核心的SINS/GPS组合导航系统中,双DSP的通信设计是非常重要且不可回避的问题。针对基于光纤陀螺的组合导航系统中既要快速处理大量实时数据又要同GPS进行组合反馈并修正导航信息的情况,文中分析了两种双TMS320C6747芯片通信方案的设计思路和它们的优缺点,并根据系统的特点和具体情况,最终选择了利用McASP串口的通信方案,实现了双DSP的无缝连接。该方案硬件电路简单易于实现,占用DSP资源少,完全适用于基于光纤陀螺组合导航系统这样数据交换密集但数据量小的场合。     

光纤陀螺的振动特性研究

光纤陀螺作为机载导航设备应用时,环境振动对陀螺精度的影响不容忽视。现初步探讨了光纤陀螺的振动特性。通过ANSYS有限元振动模态分析与正弦扫频振动下的陀螺零偏输出实验,研究了单轴光纤陀螺的结构体共振频率以及振动对陀螺性能的影响,并在此基础上,提出了陀螺结构设计的改进方法。     

基于法拉第效应的相位调制器研究

光纤陀螺作为一种由固态元件组成的全固态器件,已经成为惯性制导和导航领域的一种关键设备。针对光纤陀螺中相位调制器件结构过于复杂的问题,提出了一种基于法拉第效应的相位调制器。本文首先分析了光纤环中的法拉第效应原理,在此基础上提出了一种新的相位调制器方案。该方案可以大大简化相位调制器的结构,降低陀螺成本。对低成本光纤陀螺的工程化应用具有非常显著的影响。     

基于光纤陀螺的即插即用式全站仪定向方法

针对全站仪视准轴与光纤陀螺轴间存在集成误差角和光纤陀螺零偏问题,提出了一种即插即用且系统误差自动抵偿的光纤陀螺/全站仪组合定向方法.在工作现场,光纤陀螺通过锁紧装置连接到全站仪望远镜上,利用全站仪望远镜可分别在竖直和水平方向精确转动的特点,带动光纤陀螺到东向、西向、东向抵偿位置、西向抵偿4个位置做静态观测.这4组观测值代入一个简单公式即可计算出全站仪视准轴方位角.该方法的锁紧装置简单,集成精度要求低,光纤陀螺零偏和集成误差对方位角的影响基本被消除.仿真表明,在不利情况下,定向系统误差可控制在1″以内.     

捷联惯导陀螺信号的小波实时滤波器设计

介绍小波去噪步骤和一种实时滤波算法.针对捷联惯导系统中光纤陀螺输出信号的特点和系统导航计算的要求,设计了实时滤波方案,去除了信号中高频部分的噪声,从而抑制了陀螺的随机漂移.通过仿真实验,验证了小波实时滤波算法对陀螺输出信号进行滤波消噪处理的可行性和有效性.     

光纤陀螺在摇摆状态下的误差特性分析

在海上由于风浪的作用船用光纤陀螺经常处于摇摆状态.在这种运动状态下,光纤陀螺的误差严重制约着捷联惯导系统的导航精度.根据光纤陀螺闭环控制系统的原理,建立了系统模型,并推导出光纤陀螺在摇摆状态下的附加相移误差(实际与理想状态之间闭环控制附加相移的差)表达式和输出误差表达式.从两式可以看出,附加相移误差影响系统的回路平衡时间和输出精度.详细剖析了附加相移误差表达式中各参数所代表的意义以及作用于附加相移误差的途径,并给出减小附加相移误差的方法.仿真和实验结果证明理论分析准确可信,为光纤陀螺动态方面的研究提供了参考.     

光纤陀螺在球面非均匀磁场中的磁敏感性研究

磁光法拉第效应是光纤陀螺中存在的非互易效应,会在陀螺输出零位附加一个固定偏置,从而影响光纤陀螺的精度。针对陀螺内部电路的辐射磁场为球面非均匀磁场的特点,建立了球面非均匀磁场的光纤陀螺磁敏感误差模型。采用数值模拟的方法分析了球面非均匀磁场对光纤陀螺磁敏感性的影响并进行了实验验证。实验证明,球面磁场源距离光纤环越近,光纤陀螺磁敏感误差越大;球面磁场源位于光纤环中心轴附近时,光纤陀螺磁敏感误差较小;球面磁场源在光纤环内部中心轴向移动时,光纤陀螺磁敏感误差基本不变。     

基于超紧耦合GPS/INS的远程火箭弹组合导航方法(英文)

精确导航对远程火箭弹的精准打击具有至关重要的作用。为了获得稳定、高效的导航效果,提出了一种基于GPS/INS超紧耦合的组合导航方法。首先,利用INS短时输出精度高的优势,辅助GPS的信号捕获,然后再将GPS的输出信息同INS的输出信息进行联邦滤波融合。同时,在滤波算法上使用了容积滤波算法,并进行了强跟踪改进,且对联邦滤波的因子分配方法进行了基于矢量分配原理的改进。最后进行了组合导航的仿真。结果表明,基于本文方法的导航精度高于普通紧组合方法的导航精度,这为远程火箭弹的精确导航提供了参考。     

一种缩短闭环干涉式光纤陀螺仪(IFOG)预热时间的方法

光纤陀螺仪的启动阶段,温度的变化导致光纤陀螺仪性能的不稳定.通过分析影响光纤陀螺仪启动阶段热稳定性的因素,提出了一种基于DSP系统的可以实现光纤陀螺快速稳定的方案.这种方法适用于导弹发射、飞机导航等对光纤陀螺仪预热时间要求高的场合.     

基于二代小波的光纤陀螺实时降噪方法研究

在以光纤陀螺为主要惯性敏感元件的捷联惯导系统中,陀螺输出信号中的非确定性随机漂移的实时滤除,对提高实际系统的初始对准精度及导航精度均具有重要的意义。考虑到传统小波阈值法的去噪性能及实时性问题,提出了一种基于第二代小波变换,并结合硬阈值、强制降噪和带滑动数据窗的光纤陀螺信号实时降噪改进方案。利用MATLAB进行了正弦信号和光纤陀螺输出信号的模拟实时降噪实验,并与一代小波实时降噪方案进行了比较,验证了改进方案在理论计算速度大幅提升的前提下,降噪性能得到提高,进而减小了系统输出的姿态误差。