机抖陀螺锁区补偿的角度随机游走改善分析

二频机抖陀螺每个抖动周期要两次经过锁区,每次过锁区时的随机误差会使激光陀螺产生随机游走。在工程上实现了二频机抖陀螺的锁区补偿,并采用Allan方差方法分析了锁区补偿前后输出数据的角度随机游走,实验结果表明,锁区补偿后随机游走具有大幅度的改善。首次报道了机抖激光陀螺中锁区补偿对角度随机游走的改善。     

激光陀螺的角度随机游走

研究了四频激光陀螺角度随机游走的组成,它避免了机械抖动陀螺通过锁区所产生的随机游走效应带来的问题。通过改变放电电流,测量各种激光光强下的陀螺脉冲的时序输出,计算出不同光强值所对应的随机游走系数,根据量子噪声的特点,分离得到随机游走的量子噪声和非量子噪声成分。实验结果表明,在目前四频激光陀螺已达到的水平和使用条件下,非量子噪声成分占主要地位。若能通过设计去除或削弱非量子噪声成分的组成因素,将使随机游走减小,陀螺的性能将得到提高。     

激光陀螺瞬时过锁区的分析

从相位差方程出发,运用理想方波作为偏频手段,对激光陀螺瞬时过锁区时的行为进行了探讨,得出只要存在锁区,即使是瞬时过锁区也会带来误差.     

光纤陀螺角度随机游走对惯导系统影响

光纤陀螺角度随机游走(ARW)作为光学陀螺特有的性能指标,对导航系统性能具有重要影响。文章阐明了ARW物理含义、产生机理;推导了ARW对惯导系统初始对准和导航过程的影响。仿真结果表明,ARW影响系统初始对准时间;对短时间导航系统性能影响较严重,随导航时间增加,误差呈舒拉周期振荡增长。     

激光陀螺锁区影响因素分析

闭锁效应是激光陀螺的主要误差源.为了减小锁区阈值,本文基于激光陀螺的自洽方程组,推导了闭锁状态锁区阈值公式.通过MATLAB软件对三阶微扰下的lamb系数进行分析,研究了激光振荡频率、背向散射角和相对激发度对锁区阈值的影响.结果表明:腔长为0.28 m的激光陀螺,锁区阈值并不关于中心频率对称分布,也不严格随着背向散射角...     

机抖式激光陀螺温度误差补偿研究

通过对激光陀螺机抖构件谐振频率和抖动幅值温度特性的分析,初步提出了利用稳幅、稳频控制等措施来改善系统性能的思想。基于两种温度模型的比较研究,给出了温度模型的选择准则,并对系统测试设备及温度试验等发表了相应的看法,指出了课题未来的发展方向。     

机抖式激光陀螺温度误差补偿研究

通过对激光陀螺机抖构件谐振频率和抖动幅值温度特性的分析，初步提出了利用稳幅、稳频控制等措施来改善系统性能的思想。基于两种温度模型的比较研究，给出了温度模型的选择准则，并对系统测试设备及温度试验等发表了相应的看法，指出了课题未来的发展方向。     

机抖式激光陀螺温度误差补偿研究

通过对激光陀螺机抖构件谐振频率和抖动幅值温度特性的分析,初步提出了利用稳幅、稳频控制等措施来改善系统性能的思想.基于两种温度模型的比较研究,给出了温度模型的选择准则,并对系统测试设备及温度试验等发表了相应的看法,指出了课题未来的发展方向.     

机械抖动激光陀螺过锁区分析与处理

利用计算机仿真分析了机械抖动激光陀螺过锁区的各种可能波形及原有鉴相方法相应的鉴相结果,从中发现了原鉴相方法存在的问题。据此提出了一种平衡处理各种进出锁区波形的新鉴相并与原鉴相方法在陀螺上进行了相对实验。实验表明新鉴相方法得到了数据正确,因此能用于机械抖动激光陀螺过锁区处理。     

基于人工鱼群算法的机抖激光陀螺温度补偿

温度是影响激光陀螺精度的主要因素之一,对温度引起的机抖激光陀螺漂移进行精确建模,对提高激光陀螺捷联惯导系统的精度具有十分重要的意义。介绍了机抖激光陀螺的温度特性,建立了基于改进人工鱼群算法（Improved Artificial Fish Swarm Algorithm,IAFSA）的机抖激光陀螺温度补偿模型,给出了IAFSA 建模的详细步骤和方法, 对传统的逐步回归方法和IAFSA 进行了比较。结果表明:IAFSA可以对温度引起的激光陀螺漂移进行精确建模,补偿后的激光陀螺零偏不稳定性达到0.001 85（）/h,比传统的逐步回归方法建模精度提高了15.5%,得到的温度补偿模型可以对陀螺的零偏进行实时补偿,设计了两种典型的温度试验,获得了满意的补偿效果。     

二频机抖激光陀螺输出温度补偿设计

文章在常用的温度扫描曲线补偿的基础上,介绍了一种二频机抖激光陀螺输出的温度补偿方法,简化了温度补偿模型,在保证精度的同时减小了DSP运算量,已成功进行了工程应用。     

工作电流对二频机抖激光陀螺角随机游走影响的研究

理论上分析了二频机抖激光陀螺中由量子噪声和抖动噪声产生的角随机游走的影响因素;讨论了工作电流对量子噪声、比例因子的影响;根据陀螺参数定量的估计了抖动噪声产生的角随机游走的数量级。实验结果表明：电流在全测量范围内对陀螺比例因子的影响约为5ppm;对于本单位自行生产的二频机抖激光陀螺来说,由抖动噪声产生的角随机游走是总角随机游走的主要贡献者,比量子噪声产生的角随机游走大约高一个数量级。     

光学陀螺背向散射问题综述(特邀)EI北大核心CSCD

光学陀螺作为光电惯性导航系统的核心器件,在众多领域发挥着举足轻重的作用。随着科学技术的不断进步,传统的激光陀螺、轻质化的光纤陀螺以及集成化的微光陀螺齐头并进、蓬勃发展,但无论是哪一种陀螺样式,在性能优化的过程之中都不可避免地需要考虑背向散射的问题。背向散射是光学陀螺中的一种噪声源,其会带来陀螺的输出偏置或闭锁效应,从而影响其性能。为了更好地理解光学陀螺中的背向散射机制,首先从半经典理论下的自洽方程组出发讨论背向散射的基本原理,而后依照光学陀螺的发展脉络,分析各种光学陀螺的背向散射分析方法、测量手段以及抑制方法,最后对目前光学陀螺中有关背向散射亟待解决的问题进行总结并展望。     

光纤陀螺随机游走系数模型的修正和实验研究

通过考虑探测器的带宽,对光纤陀螺随机游走系数(RWC)模型进行了修正,由修正后的随机游走系数模型计算出的理论RWC值与实际测量值一致.研究还表明,采用多点采样技术可以进一步降低随机游走系数,使陀螺精度更接近散粒噪声和光源相对强度噪声所限制的最小检测灵敏度极限,但最大采样点数的选择仍受探测器带宽限制.     

二频机抖激光陀螺温度漂移补偿的初步研究

从实验上研究了二频机抖陀螺的零偏和温度的关系。通过重复性温度实验,利用最小二乘法得到了拟合曲线表达式。结果表明,二频机抖陀螺的零偏和温度具有较好的线性关系和重复性,可以通过温度补偿来提高陀螺的精度。     

空间三轴激光陀螺放电区微晶玻璃Li^(+)迁移规律研究EI北大核心CSCD

空间三轴激光陀螺是一种将三个敏感环路正交集成于一块微晶玻璃基体上的空间激光陀螺,在航空、航天、军事等领域得到了广泛应用。随着军用装备对高性能激光陀螺长期通电性能稳定性的要求不断提高,提高激光陀螺长期通电性能稳定性、延长激光陀螺工作寿命已成为国内外激光陀螺专业领域研究人员共同关注的重要课题。国外多项专利提到了微晶玻璃中的Li^(+)在电场的作用下发生迁移并影响激光陀螺工作寿命,但未见具体研究。文中对空间三轴激光陀螺开展了通电寿命试验,并结合飞行时间二次离子质谱分析技术,研究了放电区微晶玻璃LAS(Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2))表面的Li^(+)迁移现象,结果表明:微晶玻璃中Li^(+)在激光陀螺电场及谐振腔内等离子体的作用下向谐振腔方向迁移,并脱离微晶玻璃进入谐振腔,然后随等离子体流动,最终沉积在阴极表面。该结果对提高激光陀螺长期通电性能稳定性、延长工作寿命等相关研究具有重要推进作用。     

机抖激光陀螺捷联惯导系统的温度补偿方法

分析了系统温度对机抖激光陀螺捷联惯性导航系统的影响因素,介绍了降低和补偿捷联系统温度误差的4种方法.通过重复性温度实验,利用逐步回归法分析了激光陀螺零偏与温度的关系:通过多项式拟合,分别得到了加速度计的零偏、标度因子和IF转换电路的温度补偿模型,并在捷联系统中得到应用.对其中的两种方法进行了实验研究和导航测试,并对两种方法的补偿效果进行了对比.结果表明:通过温度实验得到惯性器件的温度补偿模型对其温度误差进行实时补偿是捷联系统最理想的补偿方法.补偿后系统定位测试1 h的圆概率误差(CEP)优于0.3 n mile/h.达到国内先进水平.     

二频机抖激光陀螺小范围温度漂移补偿模型的研究

从实验上研究了环境温度变化在10℃范围内二频机抖陀螺的零偏和温度的关系。通过大量高低温环境的重复性温度实验,利用逐步回归法建立了一种零偏温度补偿模型,并对该模型的补偿效果进行了实验测试。结果表明,在小范围内二频机抖陀螺的零偏和温度、温度梯度及温度速率有较好的线性关系和重复性,可以通过建立温度补偿模型来提高陀螺的精度,而且该模型完全满足工程上的实时补偿要求。     

机抖激光陀螺抖动机构的温度特性的研究

研究了机抖激光陀螺抖动偏频量与温度之间的关系。通过大量的重复性高低温实验,证明了抖动偏频量与温度的线性关系,并得到了拟合直线表达式。结果表明,抖动偏频量与温度具有较好的线性关系,而且具有较好的重复性。同时用抖动偏频量对陀螺的零漂进行补偿,提高了陀螺的精度。     

基于FIR滤波和抖动剥除相结合的激光陀螺无延时测量方法EI北大核心CSCD

对于雷达天线伺服跟踪这种高动态应用环境,传统的有限脉冲响应(Finite impulse response,FIR)低通滤波抖动解调引入的时间延迟会导致较大的跟踪误差。为了解决时间延迟问题,文中提出一种FIR滤波与抖动剥除相结合的测量方法,FIR实现具有时延的精确解调,抖动剥除对FIR延迟时间段进行精确补偿。抖动剥除基于相关抵消原理,通过Kalman滤波对陀螺抖动剥除增益因子进行动态跟踪,并对时延前后的抖动量进行实时计算。文中对无延时测量方法进行了激光陀螺实验测试,测试结果表明:该测量方法能够对FIR时延时间段的抖动量进行精确计算,抖动剥除精度优于0.5″,实现了陀螺无延迟测量。FIR滤波和抖动剥除相结合兼顾了激光陀螺的高精度和实时性,具有很好的应用前景。