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。     

基于UKF的光纤惯导误差在线估计

为利用星光观测在线估计弹载光纤陀螺捷联惯导(FSINS)的陀螺零偏、标度因数和安装误差,并依据估计结果对导航参数进行补偿,设计了基于旋转弹体的FSINS误差分离方法,推导了误差估计的状态方程和观测方程,设计了UKF滤波器,并在星光姿态确定的不同动态误差条件下进行了仿真,结果显示该方法能较好的估计陀螺零偏常值漂移、标度因数误差和安装误差,表明了方法的正确性,也说明了误差估计效果与星敏感器姿态确定精度的关系。     

光纤捷联惯导系统温度效应补偿研究

光纤捷联惯导系统中的惯性器件零偏及标度因数受温度变化影响异常显著,文中提出了一种光纤陀螺和加速度计零偏及标度因数的温度效应补偿模型,该模型中参数取值通过全温范围内的转台试验获得,通过对导航试验结果分析表明,文中补偿模型能够有效地降低捷联惯导系统误差,提高导航精度.     

光纤惯组温度补偿模型和测试技术研究

光纤惯性导航系统中的光纤陀螺和石英加速度计的漂移受温度变化影响显著,导致其在导航系统中的应用受到各种制约。现在工程上采用的温控技术虽然保证了光纤陀螺工作环境温度的稳定,但其需要在陀螺内增加温控设置,并对设置的温度控制性能提出了较高的要求,这样必定会增加光纤陀螺的体积、质量和成本,同时温控精度也受到制约。提出了一种基于光纤惯性测量组合的温度补偿模型,并设计相应的试验方法对陀螺仪和加速度计的零偏和标度因数进行了温度补偿。试验验证,提出的温度模型准确有效,有利于补偿因温度变化引起的加速度计和陀螺仪的零偏和标度因数影响,达到提高惯性导航系统的导航精度的目的。     

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。     

光纤固定胶粘剂对光纤陀螺低温零偏误差的影响

光纤固定胶粘剂对光纤陀螺低温零偏误差影响较大,选用和使用不当可导致陀螺精度劣化。理论分析了温度和应力对干涉型光纤陀螺（简称光纤陀螺）零偏误差的影响,以及温度变化时胶粘剂对光纤产生的轴向应力大小与影响因素;通过胶粘剂性能试验,验证了低温环境下胶粘剂的玻璃化转变温度、固化温度和使用温度差异、胶体内气泡缺陷是光纤陀螺零偏误差产生的主要原因。理论分析和试验结果表明,选用的胶粘剂玻璃化转变温度处于使用温度范围外,低模量和模量随温度的变化量小,适宜的固化温度能够降低光纤陀螺低温环境下的零偏误差,可提高光纤陀螺精度。     

陀螺标度因数误差对双轴旋转惯导系统导航精度影响研究

针对陀螺对称性标度因数误差对双轴旋转惯导系统导航精度的影响问题,采用一种合理的十六次序双轴转位方案,分析了陀螺对称性标度因数在双轴旋转惯导系统中的误差效应,并对不同对称性标度因数误差对导航精度的影响进行了仿真。结果表明,三个轴的陀螺对称性标度因数误差大小与导航经度误差大小成线性关系,并且满足线性叠加性,两个转动轴上陀螺对称性标度因数误差对导航精度的影响程度大于非转动轴。最后提出了减小陀螺对称性标度因数误差对导航经度误差影响的措施,可以为双轴旋转惯导系统的进一步优化和工程设计提供理论参考。     

低成本无源光纤陀螺

介绍一种没有非互易相位调制的无源光纤陀螺.熔融型光纤3×3方向耦合器提供一个恒定相移,因此,能在正交点上检测转速.由非保偏单模光纤线圈中的双折射耦合中心的不定变化引起的偏置和标度因数误差,可用一种反差不灵敏的信号再生方案来消除.在陀螺软件中已经实现简单的温度补偿程序,在-40～+70℃的范围内,陀螺软件产生的偏置稳定性小于0.04(°)/s,而标度因数误差小于0.5%.     

二位置光纤陀螺寻北方案及误差分析

为消除陀螺零偏和陀螺常值漂移的影响,探讨二位置方案来实现高精度寻北的方法;并以二位置寻北原理为基础,给出其误差分析方法,得出在陀螺的漂移及标度因数误差、台体的水平误差、转位误差、引入参数误差等几个因素作用下的误差模型,并对误差特点进行分析。分析结果证明:在以上误差源作用下产生的寻北误差多与方位角的三角函数成比例关系,或为常值误差,该结论可为补偿寻北误差提高寻北精度提供参考。     

微陀螺零偏在线补偿方法及仿真

由于微机械陀螺零偏重复性和稳定性差,若不能实时跟踪零偏变化,则由此产生的导航误差较大。结合光纤陀螺特点,通过光纤陀螺与微机械陀螺的冗余配置,可以实现基于规则的在线陀螺零偏估计和零偏补偿。补偿后的数据与光纤陀螺数据进行融合,将融合后的数据作为观测值,通过根据机动目标“当前”统计模型和IMU动态模型建立的卡尔曼滤波器滤波进行动态误差和安装误差补偿。仿真结果说明该方法可行有效,能较好地提高数据测量精度。     

基于LabVIEW的光纤陀螺仪标度因数非线性测试及补偿

在大角速度应用时,标度因数非线性误差成为IFOG的主要误差源,对IFOG的标度因数非线性进行补偿可明显降低IFOG的误差。通过多项式拟合建立IFOG的输入输出模型,利用LabVIEW的串口通信和数据处理功能实现干涉型开环光纤陀螺仪标度因数的非线性测试与补偿。结果表明,经过补偿后的IFOG标度因数非线性度可提高3个数量级。     

一种新型组合惯导系统设计

结合自己的工程实践，介绍了一种基于浮点DSP和FPGA EP1K100结合的光纤陀螺仪（IFOG）组合导航系统。应用TI公司的TMS320C6713 DSP器件为系统的核心，利用FPGA实现系统所需要的逻辑电路功能，并对系统硬件平台的方案设计和软件设计进行了分析。分析结果表明，系统满足了组合惯性制导在数据处理方面的能力并且具有结构简单、可靠性高等特点，克服了传统的X86系统可靠性差、复杂、功耗大等缺点。基于浮点DSPTMS320C6713和FPGA结合的组合导航系统是该系统的核心部分。     

MEMS旋转调制式航姿参考系统设计及误差补偿

为了实现中精度、低成本的航姿参考系统,提出了一种基于低精度MEMS(Micro Electronic Mechanical System)陀螺旋转调制技术的解决方案,研究了陀螺的刻度系数误差以及比例敏感漂移在旋转调制下的特性,分析了旋转调制技术可能引入的新误差,如旋转分解误差,涡动误差等;针对各种不同的误差源,给出了相...     

中高精度捷联惯导系统的无转台标定

阐述了一种无转台标定中高精度惯导系统的方法,依据正交轴上加速度计输出矢量和等于重力的原理,标定出加速度计输出模型中相关参数。对于陀螺参数的标定,先通过翻转法得到陀螺标度因数的粗略值,再通过观测导航系统速度误差,求出陀螺相关安装误差并修正陀螺标度因数,最后根据静止时陀螺输出矢量相对关系得到陀螺零位。仿真和实际试验验证了这种标定方法的可行性。     

用光电综合负反馈补偿IFOG的零漂

提出一种新的零漂补偿方法－光电综合负反馈法。该法利用一种特殊结构，将ＩＦＯＧ系统的零漂准实时测出，并通过光电综合反馈控制漂，计算机仿真和实验结果证明了该方法是有效的。     

捷联导引头寄生回路分析及其品质测试研究

为研究隔离度寄生回路对捷联图像导引头的影响,建立了捷联导引头隔离度寄生回路模型。通过无量纲化后得到无量纲特征方程,利用劳斯判据研究了制导参数、陀螺和探测器的刻度尺偏差和动力学偏差对稳定域的影响,并分析寄生回路对制导动力学的影响,建立非线性仿真模型;利用蒙特卡洛法研究脱靶量随刻度尺偏差和动力学偏差的变化规律,建立了半实物开环仿真测试系统,对隔离度寄生回路品质进行了评价。研究结果表明：角速率陀螺与探测器之间的刻度尺误差和动力学不匹配是引起隔离寄生回路的主要因素,其差值的正负分别代表隔离度寄生回路反馈的正负特性;正反馈的稳定域要远小于负反馈的稳定域,并且脱靶量对制导系统偏差的敏感度更大;为了提高系统阻尼,提高导弹末制导精度,需采用五轴转台半实物仿真测试系统对隔离度寄生回路的阻尼特性进行测试标定,或者消除刻度尺误差,完成动力学匹配,进而消除寄生回路的影响,或者构造负反馈寄生回路以减弱其影响。     

积分陀螺加速度表摆性的重力效应

积分陀螺加速度表（ＰＩＧＡ）是用于测量空间载体视加速度的惯性仪表，其刻度因数的稳定性，直接影响射程。该度因数和许多因素有关，摆性的变化是其主要原因。本文研究了摆性的重力效应，即积分陀螺加速度表的摆性在重力场作用下的变化现象。这种变化对刻度因数的影响不能用通常的多位置舂离方法所测得，因而很艰现，但是它对仪表精度和射程精度造成潜在影响，必须引起研究人员的足够重视。作者对重力效应的规律和产生原因作了分析