具有倾角补偿的快速寻北仪系统研究

介绍了一种能在静态下全天候、全方位、快速、实时的陀螺自动寻北仪,本寻北仪采用二位置寻北,二位置寻北方案结构简单、实现方便和精度高等优点得到广泛应用。寻北仪利用陀螺和加速度计分别测量地球自转角速度的分量及载体的倾角,寻北算法里包含了载体倾角补偿内容,不需将载体完全调平,在小倾角的条件下就能够自动寻北,最后通过数码显像管或串口通讯输出载体的某一固定轴与真北方向的夹角。     

具有倾角补偿的快速寻北仪系统研究

介绍了一种能在静态下全天候、全方位、快速、实时的陀螺自动寻北仪,本寻北仪采用二位置寻北,二位置寻北方案结构简单、实现方便和精度高等优点得到广泛应用.寻北仪利用陀螺和加速度计分别测量地球自转角速度的分量及载体的倾角.寻北算法里包含了载体倾角补偿内容,不需将载体完全调平,在小倾角的条件下就能够自动寻北,最后通过数码显像管或串口通讯输出载体的某一固定轴与真北方向的夹角.     

核磁共振技术在生命科学领域的应用

从磁悬浮陀螺寻北仪的寻北原理出发,将地球自转角速度分解到陀螺坐标系上,分析了存在准直误差的情况下所引起的寻北误差,推导出了用于补偿运算的准直误差与寻北误差之间的关系表达式,避免了精确准直消耗时间造成总寻北时间延长的问题。实际应用结果表明:准直范围由3″扩大到1′,可缩短磁浮闭路时间约60 s,通过测量准直误差并补偿,仪器总寻北精度没有改变。     

激光捷联惯测装置多位置寻北方案

文中将激光捷联惯测装置作为敏感元件．利用激光陀螺敏感地球自转角速率在载体坐标系各轴的分量．加速度计敏感地球重力加速度计在载体坐标系各轴的分量．通过在多位置对激光捷联惯测装置静止采样．解算出系统的方位角．实现激光捷联惯测装置的寻北。     

带误差补偿的二位置寻北仪设计

带误差补偿的二位置寻北仪系统包括电源、转机结构、控制电路、计数器等.其补偿算法推导基于陀螺和加速度计一次误差补偿模型,以降低陀螺随机漂移及加速度计的零位漂移对寻北精度的影响.同时再利用由典型静态误差源产生的寻北误差与方位角三角函数成正比或为常值,以罗差修正寻北结果进一步提高寻北精度.     

连续旋转式激光陀螺寻北仪研究

研究一种以激光陀螺为角速度敏感器件的寻北系统。通过分析系统的数学模型及各种影响因素,给出系统的简化模型。为抑制系统噪声提高寻北精度,采用Kalman滤波算法进行寻北解算。仿真结果表明,系统工作3分钟即可达到2．387’的寻北精度。     

惯性平台系统误差的自补偿

提高惯性平台使用精度的途径之一是和计算机实时补偿平台误差的系统分量。首先介绍了仪表和平台误差模型，重点讨论如何从３个含有测量误差，安装误差和基准漂移误差的加速度计输出信号中，分离出载体飞行加速沿制导坐标系三轴的分量。对由于惯性基准的漂移而上起的载体姿态角的测量误差也进行了分析。     

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。     

ー种快速高精度自主式寻北仪设计及精度分析

自主定向是大型光电跟踪设备和惯性导航设备的关键技术。为了降低成本并适应快速高精度自主寻北定向的需要,深入研究了基于哥氏效应的加速度计寻北（也称为非陀螺寻北）系统。根据加速度计寻北仪的工作原理,结合工程实际,设计了一套铅垂轴系单轴速率的寻北系统。针对系统结构组成,从加速度计、光电编码器的选择及转台、数据处理等的设计出发,讨论了该方案的结构实现。根据加速度计寻北原理的数学模型,详细分析了影响寻北精度的转速误差、偏时误差、测角误差、采样误差等关键因素,并按照样机的实际参数进行了误差计算,计算出寻北标准差为88”,     

基于单轴旋转的捷联系统误差特性分析

针对旋转捷联惯导系统误差特性,分析转台转轴与当地垂线偏离及尺寸效应对系统导航精度的影响。以单轴旋转为例,论证了旋转调制补偿部分惯性器件偏差的基本原理。推导了惯性测量单元旋转时,转台转轴与当地垂线偏离引起的速度误差表达式;通过引入旋转角速度误差,分析尺寸效应对系统导航精度的影响。在理论分析基础上进行仿真,结果表明转台转轴与当地垂线偏离时系统产生较大定位误差,转速不平稳是导致尺寸效应加剧的主要因素。     

一种任意二位置陀螺寻北模型及其数据处理技术

为提高寻北系统的寻北效率,提出了一种任意二位置陀螺寻北模型,可以在相差较小的2个位置进行信号采集,减少转台转动时间,在一定程度上节省了整个寻北过程的时间。为进一步提高寻北精度,引入小波阈值消噪方法,提出了一种新的双参数可调阈值函数,表达式简单,无需分段取值易于计算。研制原理样机进行了任意二位置寻北试验,结果表明：160 s内的寻北精度优于0.02°,在一定程度上节省了寻北时间,新阈值函数消噪大大提高了寻北精度。     

一种实用旋转调制式陀螺寻北仪的设计

提出一种实用的旋转调制式陀螺寻北仪结构,由1个单轴光纤陀螺(FOG)、2个石英加速度计和旋转机构组成,完成寻北的同时还可以得到具有一定精度的纬度信息。推导了寻北原理公式。基于递推最小二乘法开发了实用的算法,以消除陀螺漂移和噪声对寻北精度的影响。进行了误差分析,指出影响寻北精度的重要因素是陀螺漂移的稳定性,对寻北精度进行了理论计算。研制原理样机进行了8位置寻北试验,结果表明:3min内方位角估计值进入0.1°误差带,重复性精度可达0.071°,纬度精度可达0.068°.     

基于地磁与卫星组合的高旋弹丸滚转角高频测量及系统误差计算研究

为了研究地磁与卫星组合测量的系统误差并提高其测量频率,利用高旋弹丸的飞行特性,建立了基于小攻角及单轴旋转假设的弹丸滚转角及其角速率的高频测量方法,并推导了其滚转角及其角速率计算的系统误差方程。通过建立以俯仰角为变量的仿真模型,完成了组合测量系统在全域范围内实时变化的系统误差计算。经6自由度(DOF)外弹道仿真验证,在排除弹轴与地磁矢量的较小夹角区域后,其整体滚转角误差小于±5°,角速率误差小于±5°/s. 在中小射角发射条件下,地磁与卫星组合的滚转角计算方法能够满足高旋弹丸的高频高精度的滚转角测量。     

转角跟踪误差对膛线拉削精度影响的分析

根据位置反馈控制系统的误差原理和缠角定义及其与膛线方程的关系,分析了采用C=F（z）联动算法的LK6/LK8型数控深孔螺旋拉床拉削膛线过程中,刀杆转角跟踪误差对于不同类型膛线缠角精度和宽度等指标的影响,并给出了该误差与拉速、缠角、身管口径和伺服增益等参数关系的计算公式及降低其影响的应对措施。经实际使用表明：该方法是正确的、有效的,可为采用类似算法的深孔变截面沟槽拉削的误差分析提供参考。     

基于Ozone算法的GPS大地坐标变换

基于Ozone算法的GPS大地坐标变换,采用WGS-84地心坐标系.其基本参数包括椭球体长/短半轴和体扁率、地球引力常数及自转角速度等.该算法无需迭代,即可由大地直角坐标直接求出地理坐标.其算例只考虑经纬度二维情况可满足精度要求,并提高数据处理效率.     

大倾角状态下数字天顶仪定位的倾斜误差分析

针对数字天顶仪在大倾角状态下进行天文定位时垂直轴和旋转轴之间存在的轴系误差,研究了倾角补偿值的自身修正方法,提高了倾角补偿值的自身精度。从数字天顶仪倾角补偿原理出发,提出在大倾角状态下倾角补偿值精度主要跟倾角仪的读数误差有关。经过理论分析,建立了旋转轴倾斜改正模型,推导计算出旋转轴的倾斜分量,得出了取对称观测位置的倾斜改正平均值就可以消除倾角仪读数线性漂移和零点误差的结果,通过实验对倾斜误差的消除方法进行了验证。结果显示：经过该方法对倾斜误差进行修正后,数字天顶仪的定位精度由以前的0.5″左右提高到0.3″以内。     

角速率输入下的捷联惯导系统改进航姿算法

针对角速率输入下仅利用角增量信息的等效旋转矢量算法精度降低的问题,结合当前角速率、角增量并引入前次角增量信息,提出了一种捷联惯导系统的改进等效旋转矢量航姿算法.在角速率输入条件下,获得了理论上的圆锥误差补偿效果,纯圆锥运动的仿真结果表明捷联系统的姿态精度得到了改善.     

一种大动态惯导技术在旋转弹上的仿真与实验研究

针对大动态环境下旋转弹的特点,在无陀螺惯性测量系统的基础上,采用一种基于MEMS双陀螺多加速度计的捷联惯导方案。该方案可以克服单纯加速度计的惯导方案对加速度测量和安装精度的苛刻要求,实现对弹轴方向角速度的解算。计算机仿真结果表明,导航解算的误差可以满足旋转弹的精度要求。在仿真分析基础上,给出了一种面向炮弹系统．基于FPGA双核处理器结构惯导系统的硬件实现方案。     

行进间火炮指向稳定跟踪系统建模与控制

为使行进间火炮指向具备高射角条件下的稳定跟踪能力,提出了一种采用捷联惯性导航系统（SINS）测量火炮身管轴线指向,同时测量火炮身管运动角速率,完成火炮在大地坐标系下的稳定跟踪控制方法。稳定系统采用传统的三环控制,将系统的位置环和速度稳定环的主令和反馈都统一至大地坐标系下,SINS作为系统的位置环反馈,其航向和姿态测量值基于大地坐标系下完成解算。将安装在火炮上的SINS陀螺组测量值转换至大地坐标系下的火炮方位回转角速率和高低俯仰角速率,并乘以各自传动机构的传动比后,作为速率稳定环的反馈,实现速率稳定控制。考虑炮塔、火炮回转中心与重心不重合、载体处于六自由度运动状态等因素,采用Lagrange方法建立火炮、炮塔与载体之间动力学耦合模型,结合SINS测量模型、双电机拖动和电机伺服系统控制模型,对该控制方案进行了仿真验证。验证结果表明,火炮指向稳定跟踪系统实现方位和高低两个通道独立控制,使火炮指向在高角下保持高精度的稳定控制,在一定射角范围内具有良好跟踪性能,能够克服较宽频带载体姿态干扰,明显优于传统高炮位置解算式稳定。     

射前遥测信息在地地导弹发射安全领域中的应用

地地导弹惯性测量系统的稳定性及瞄准方位角的准确性直接影响导弹的发射安全.提出了用导弹射前遥测信息对其进行检验的方法.利用射前遥测信息,计算出重力加速度、地球自转角速度及瞄准方位角,通过比较计算值与实际值,完成惯性测量系统性能检测和瞄准方位角闭环检验,试验验证了该方法效果良好.