机抖陀螺锁区补偿的角度随机游走改善分析EI北大核心CSCD

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。     

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。     

机抖激光陀螺短期闭锁误差积累特性分析

根据闭锁方程和抖动动力学特性建立了机抖激光陀螺的仿真模型,结合激光陀螺过锁区的闭锁误差理论模型,采取仿真和实验方法研究了闭锁误差对抖幅的跟踪特性和趋稳特性,针对抖动随机响应特点,论证了实施短期闭锁误差控制的必要性和可行性.     

机抖激光陀螺抖频匹配技术的优化

在机抖激光陀螺(DRLG)捷联惯导系统(SINS)中,陀螺的抖动偏频会引起伪圆锥运动。分析了伪圆锥运动对捷联惯导系统旋转矢量计算的影响,并推导了其表达式。通过数值计算,分析了影响伪圆锥误差的因素,提出了机抖激光陀螺抖动频差的匹配原则,以实现伪圆锥误差最小化。基于该匹配原则,面向工程实际问题提出了一种机抖激光陀螺抖频调谐技术。仿真分析和实验结果表明,选用一种主体抖动轮并按需选配调节构件,该技术可满足系统对陀螺抖动频差的匹配要求,同时不会对陀螺整体外形尺寸和抗振性能造成任何影响。与传统方案相比,进一步提升了机抖激光陀螺,尤其是小型化机抖激光陀螺的工程化水平,降低了生产成本。     

基于软核处理器的二频机抖陀螺信号处理系统

运用片上可编程系统(SoPC)技术.设计二频机械抖动激光陀螺信号处理系统.该系统以嵌入式软核处理器Nios Ⅱ为核心,对输出信号进行数字滤波,并协调控制高压电源、稳频、抖动驱动与噪声注入等工作单元.使用该系统对某型国产二频机抖陀螺进行测试,结果表明该系统测得的陀螺输出信号可达0.002°/h的精度,系统运行稳定可靠,能够有效控制陀螺的工作参数并监测其运行状态,达到预期的设计要求.     

激光陀螺光学抖动加噪原理及实验

为了改善激光陀螺锁区,提高激光陀螺性能,介绍了一种通过光学抖动的方式改善激光陀螺锁区的方法,并阐述了其基本原理,分析了其主要限制因素,简述了激光陀螺机械抖动偏频后的锁区变化和加噪对锁区的影响.在此基础上进行了机械抖动加噪、不加噪及机械抖动不加噪但合并光学抖动3种状态下陀螺性能的对比实验研究.实验结果表明:光学抖动可以起...     

基于软核处理器的二频机抖陀螺信号处理系统

运用片上可编程系统（SoPC）技术．设计二频机械抖动激光陀螺信号处理系统。该系统以嵌入式软核处理器NiosⅡ为核心,对输出信号进行数字滤波,并协调控制高压电源、稳频、抖动驱动与噪声注入等工作单元。使用该系统对某型国产二频机抖陀螺进行测试．结果表明该系统测得的陀螺输出信号可达0．002°／h的精度,系统运行稳定可靠,能够有效控制陀螺的工作参数并监测其运行状态,达到预期的设计要求。     

激光陀螺抖动轴失准角对陀螺精度的影响

该文理论分析了二频机抖激光陀螺抖动轴和敏感轴间的失准角对陀螺精度的影响。基于刚体欧拉动力学方程建立了机抖激光陀螺动力学模型,利用刚体绕任意轴转动惯量的计算方法,计算了抖动轴失准角引起的陀螺腔体在陀螺坐标下的惯性积变化,对陀螺高频抖动时由腔体惯性积产生的横侧向力矩引起陀螺敏感轴横侧向变形进而激发单表级圆锥误差的过程进行了定量计算。结果表明,高精度应用场合抖动轴失准角应小于5′。     

基于动态Allan方差的机抖激光陀螺随机误差研究

为了更准确地评价高精度激光陀螺(RLG)的性能,提出了采用动态Allan方差(DAVAR)对高精度二频机械抖动激光陀螺实测数据进行分析的新方法。详细介绍了DAVAR的基本原理,并将其用于机抖激光陀螺随机误差的研究。结果表明,DAVAR分析方法不仅能细化、辨识机抖陀螺各项随机误差,同时确定各项误差占总误差的比重,而且可以分析陀螺随机误差随时间变化的稳定性。与Allan方差分析方法相比,DAVAR更为全面地表征了机抖激光陀螺的随机误差特性。     

机械抖动对机抖激光陀螺稳频装置的影响

分析了机抖激光陀螺中偏频系统通过机械抖动对稳频装置施加作用力的影响.此力主要通过沿抖动切线方向调制卡盘组件,并改变环形腔腔长,引起激光频率相对变化达10-7量级.实验表明,激光功率调制量随着卡盘组件质量增大和偏频量增加而增加,从而影响零偏稳定性.提高卡盘在抖动切线方向的刚度,减少其质量或采用丝杆与槽片点接触等技术措施,能减少机械抖动对稳频装置的影响,另外,对机抖陀螺应选择合适的偏频量.     

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。     

提高机械抖动激光陀螺抗振性能

通过提升谐振腔抗光路变形能力,可以有效提高机械抖动激光陀螺的抗振动性能。对机械抖动激光陀螺振动中光路扭偏的产生机理进行了理论计算与仿真分析,分析结果表明,抖动切向惯性力和振动冲击惯性力是引起振动中光路扭偏的主要原因。通过振动中光路扭偏对振动性能影响的理论分析指出,减小振动附加上去的朗缪尔零偏,提高陀螺抗振性能的两大有效措施是减小工作电流和提高光路抗失谐能力。通过物理试验验证了振动中光路扭偏机理仿真分析的正确性。不同工作电流的振动对比试验表明,降低工作电流可显著提高陀螺的振动性能,这对于机抖激光陀螺振动特性的提升具有重要指导意义和工程实用价值。     

改善激光陀螺输出特性的随机噪声注入方法

为消除机械抖动激光陀螺的动态闭锁误差,基于闭锁误差累积角特性的分析和研究,提出了多抖动周期阶梯噪声叠加白噪声的激光陀螺随机噪声注入新方法。理论分析表明,向机械抖动装置中注入的多抖动周期阶梯噪声能使激光陀螺输出信号在整周期采样过程中具有很好的零偏稳定性,而一定强度的高斯白噪声可以减小阶梯噪声在随机常值时间内产生的积累性误差。仿真实验结果验证了多抖动周期阶梯噪声叠加白噪声的注入方法优于传统的随机噪声注入法,在减小激光陀螺输出零偏误差至同一个数量级的同时,能够使激光陀螺的零偏稳定性提高2-4倍。     

激光陀螺捷联惯性导航系统IMU误差标定

针对激光陀螺捷联惯性导航系统惯性测量单元(IMU)误差标定对转台精度、基座对北和调平要求较高,以及系统工作时激光陀螺抖动、长时间工作温度升高、算法复杂等因素,提出了以速度为观测量,采用以最小二乘拟合法的系统级标定法。通过三轴转台多位置测量：静止 转动 静止,快速辨识三轴激光陀螺和三轴加速度计正交安装误差、传感器零偏、刻度因子等24个误差参数,整个标定过程时间约2 h,多位置对准航向、横滚、俯仰测试精度优于0.012°。实验表明,采用该方法算法简单,操作过程便捷,可以有效提高激光陀螺捷联惯性导航系统IMU精度。     

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。     

机械抖动激光陀螺抖动机构的设计

抖动机构设计是机械抖动激光陀螺研制的关键技术之一。本文对抖动机构的设计方法进行了研究 ,并设计了一种实用的抖动机构。实验表明 :该机构的体积 ,刚性 ,谐振频率 ,灵敏度 ,热膨胀 ,偏频量及偏频稳定性等方面都符合抖动偏频的要求。     

基于USB接口的激光陀螺惯导系统数据通讯

为了提高激光陀螺捷联惯性导航系统在强振动条件下的精度,需要将惯性仪表在振动环境下的输出数据高速采集并保存下来进行离线仿真。通过CY7C68013A芯片在导航计算机外围扩展高速的USB接口,实时采集惯导系统输出的各项性能指标数据,并将此类数据保存至外围PC机,实现了导航计算机和PC机之间的高速通讯。通过设立圆形缓冲区,解决了通讯过程中的丢帧问题。经过近千小时测试,所建采集数据装置可准确采集导航计算机数据并实时存储,结果表明该装置的可靠性与稳定性,为分析惯导系统测量精度奠定了基础。     

机抖激光陀螺抖动随机噪声概率分布的x^2检验

运用x^2检验方法对机抖激光陀螺（RLG）抖动噪声幅度的概率芬布进行了假设检验，证明了本文所采用的随机噪声注入方法能够保证抖动幅度的随机变化服从高斯概率密度分布。     

消除机械抖动激光陀螺闭锁误差的方法

理论分析了机械抖动激光陀螺(MDRLG)闭锁误差产生的原因,给出了闭锁误差与输入角速率、机械抖动频率和机械抖动幅度的关系。针对激光陀螺读出电路整脉冲计数解调的缺陷,提出了用抛物线方程描述激光陀螺输出信号零速率点的相位特征来补偿丢失的小角速率信息,并且利用激光陀螺零速率点相位的正弦值和余弦值以及零速率点相位的二阶导数进行闭锁误差补偿的新方法。仿真实验结果表明,在整周期采样过程中,激光陀螺最大输出误差由原来的6．25％减小到0．622％,有效地减小了闭锁误差,提高了激光陀螺的检测精度。同时该方法也使激光陀螺输出信号具有良好的稳定性和重复性。     

车载移动激光扫描测绘系统设计

为了高效快速地获取城市三维空间信息,设计完成了一套基于多传感器集成技术的车载移动激光扫描测绘系统.该系统采用激光陀螺捷联惯性测量组合、差分全球定位系统(DGPS)和里程计构成高精度定位定向系统,提供测量的位置姿态基准;以激光扫描仪为主,CCD相机、高速视频摄像机为辅助构成数字图像系统,采集数字图像信息;两个系统在车载计算机系统的控制下完成测量数据的同步采集存储;采用后处理方式,将各种数据进行匹配整合,完成城市三维真实场景的建模.