机载灵巧弹药 MEMS 陀螺漂移的快速估计算法

针对 MEMS 陀螺误差大的问题,提出了机载灵巧弹药 MEMS 陀螺漂移的快速估计算法。首先建立简化 MEMS 陀螺误差模型,提出 HMM/RLS 算法的零时延随机漂移处理算法,以解决 FIR、HMM/KF 等处理方法在滤波 时延和效果上的矛盾。然后由弹载 MEMS 陀螺测量误差和安装角误差耦合得到参数区别,由此推导出快速 MEMS 陀螺零偏快速两点估计算法。该算法能在 2.5 s 内完成对 MEMS 陀螺零偏的估计补偿,其估计准确度达到 90%以上。 数学仿真和靶试数据处理的结果表明：HMM/RLS 可以达到随机漂移处理的零时延,并兼顾了滤波时延和带宽。     

卡尔曼滤波在陀螺漂移时间序列模型中的应用

针对MEMS陀螺精度不高、随机漂移过大,提出了一种提高精度的方法。利用时间序列分析法建立模型,用Matlab进行参数估计及检验,最后基于该模型设计了卡尔曼滤波器对其进行误差补偿。对某三轴MEMS陀螺的实测动态数据运用上述建立的模型和滤波方法进行仿真。结果表明:该方法有效的减小了随机误差,明显的降低了随机漂移,从而提高了导航精度。     

一种微机电系统陀螺信号基于小波域的Karhunen-Loeve变换去噪方法

为了减少梳状音叉微机电系统(MEMS)陀螺的随机漂移误差,提出了一种小波域上的Karhunen-Loeve变换(KLT)的MEMS陀螺漂移信号的去噪方法。其主要思想是:先对分段的MEMS陀螺漂移信号进行小波分解;然后对各个中高频子带进行6抽头滤波,插值成和最高频带相同长度的样本点后,利用小波各尺度间的相似性进行高频分量的KLT变换,在一定程度上去除不相干噪声;最后对KLT降噪后的信号再进行小波阈值处理完成进一步的降噪。实验结果表明,所提方法相对于基于小波变换的各种阈值方法,陀螺输出信号的方差、零偏稳定性和随机游走误差都有了明显的改善。     

某型导弹平台漂移系数分离测试方案分析

针对某型弹道导弹半姿态平台提出了一种分离陀螺漂移系数的测试方案——九位置翻转分离测试。给出了陀螺漂移误差模型,根据误差模型对平台上3个陀螺处于不同位置时输出轴干扰力矩进行了详细的分析,并建立了力矩平衡方程组。通过列解力矩平衡方程组分离出漂移误差模型中的各项漂移误差系数。该测试方案已成功地应用于某型弹道导弹的平台单元测试。     

基于自适应滤波算法的磁强计/陀螺组合误差修正

针对弹箭姿态测量中低精度陀螺姿态解算误差因漂移迅速增大的问题,文中采用三轴磁强计和陀螺组合测姿方案,对姿态角的输出进行修正。通过建立基于陀螺姿态解算误差角的状态方程和磁强计输出的误差观测方程,采用自适应卡尔曼滤波方法以抑制滤波发散并对姿态误差角进行估计。仿真结果表明:该方法能有效利用磁强计的输出抑制了陀螺漂移带来的误差,提高解算精度,满足长时间姿态测量的要求。     

基于卡尔曼滤波的陀螺仪阵列技术研究

多个相同型号的陀螺仪测量轴相互平行,测量同一个角速度信号所组成的阵列叫做陀螺阵列。通过研究陀螺阵列提高惯性测量精度的信息处理算法,建立单个微机电（MEMS）陀螺仪的两种不同漂移模型,利用Allan方差对漂移系数进行辨识,将辨识出的随机漂移系数应用于卡尔曼滤波。通过卡尔曼滤波将陀螺阵列的信息融合为一个较高精度的输出,证明了卡尔曼滤波的稳定性。通过实验对比了不同建模方法的优劣,并且验证了基于卡尔曼滤波的信息融合方法可以有效提高MEMS陀螺仪的精度。     

挠性陀螺组合静态漂移参数标定

主要研究挠性陀螺组合静态参数的标定问题.通过建立陀螺组合测量系统补偿误差模型,推导出陀螺组合需要标定的静态漂移参数.再由挠性陀螺仪静态漂移误差模型,推导挠性陀螺组合静态漂移的标定方法,文中给出了具体的试验方法和数据处理方法.理论分析表明:本文所述的方法能够有效地分离出捷联陀螺组合静态漂移参数,为计算机进行误差补偿提供依据.     

挠性陀螺组合静态漂移参数标定

主要研究挠性陀螺组合静态参数的标定问题。通过建立陀螺组合测量系统补偿误差模型，推导出陀螺组合需要标定的静态漂移参数。再由挠性陀螺仪静态漂移误差模型，推导挠性陀螺组合静态漂移的标定方法，文中给出了具体的试验方法和数据处理方法。理论分析表明：本文所述的方法能够有效地分离出捷联陀螺组合静态漂移参数，为计算机进行误差补偿提供依据。     

单星制导方案中的不可观陀螺漂移问题

有参考文献认为，采用单星制导即可以估计和补偿初始定位误差、初始方位误差、陀螺常值漂移等误差源导致的弹载惯导系统定位误差，但我们认为。单星制导不能估计出全部的常值陀螺漂移。如果建立一个以星体方向为Z轴的坐标系．并将陀螺漂移投影到该坐标系，文中将证明绕该坐标系Z轴方向的陀螺漂移是不可观测的。并分析由此引起的导弹落点误差。     

光纤陀螺随机漂移非参数ARMA模型的建立与分析

针对光纤陀螺随机漂移的非线性,提出了运用一类非参数ARMA模型(FARMA模型)对光纤陀螺漂移数据进行建模。依据某型光纤陀螺的实测数据,通过比较选择了FARMA(2,1,1)模型作为该型光纤陀螺随机漂移数据的模型。在此基础上对模型进行了适用性检验,同时对该模型的拟合结果进行分析,结果表明FARMA(2,1,1)模型能够更好的描述光纤陀螺随机漂移。     

时间序列和径向基网络的MEMS IMU误差建模研究

为了提高IMU精度,进一步提高惯性系统精度,采用时间序列理论中的AR模型对MEMS IMU的误差估计和补偿作了深入的研究,并与径向基神经网络建模方法分析比较.通过卡尔曼滤波器比较了两种建模方法和补偿技术对位置误差的估计性能,试验结果表明:使用AR模型的卡尔曼滤波器估计误差比RBF神经网络小2～3个数量级而均方差和标准差差不多,验证了使用AR模型的卡尔曼滤波器得到的位置估计误差更小,使用更为灵活.     

改进递阶GABP算法与一般BP算法在陀螺仪随机漂移建模中的应用分析

针对改进的递阶GABP算法的特点,将其应用于陀螺仪随机漂移建模.通过引入巴特莱特（Bartlett）提出的＂95%置信限＂理论,对改进递阶GABP算法与一般神经网络BP算法的陀螺仪随机漂移建模进行比较,分析得到改进递阶GABP算法更能在较短的时间内建立陀螺仪随机漂移误差的精准模型.     

基于前向线性预测的光纤陀螺信号小波分析方法

根据光纤陀螺输出信号中存在漂移误差和噪声的特点,在采用小波降噪的基础上,提出将自适应前向线性滤波技术用于小波系数处理,能够更加有效地抑制陀螺漂移噪声.实际测量数据处理结果表明,这种综合的小波滤波方法在不增大小波分解尺度的情况下可以进一步改善滤波效果,并且计算量没有明显增加.滤波后既能获得平滑信号,也真实反映了信号的边界...     

基于6 类噪声项拟合模型的光纤陀螺噪声特性分析方法

针对传统的陀螺噪声特性分析方法出现拟合模型不准确的问题,提出一种基于6 类噪声项的拟合模型及分段拟合方法。采样某型光纤陀螺数据,分析了导致拟合模型不准确的内在机理,指出在光纤陀螺随机噪声中存在低频正弦项噪声成分,该项噪声在传统的5 类噪声拟合模型中通常被忽略。对于精度较高的光纤陀螺,这种忽略处理导致其拟合模型不合理、拟合系数结果不准确。通过对实测陀螺信号进行时域、频域分析,确定正弦项噪声的频率,将正弦项噪声纳入拟合模型中,提出一种包含6 类噪声项的拟合模型,同时为减小正弦项噪声、量化噪声项、零偏不稳定项、速率斜坡项等因相关时间相近而带来的耦合误差,提出一种分段拟合方法。针对某型光纤陀螺的实测数据的Allan 方差,基于6 类噪声项的拟合模型,采用文中所提方法进行噪声特性分析。结果表明:六类噪声项的拟合模型的拟合误差很小,拟合系数准确、可信。     

基于惯性系下陀螺误差在线估计修正的惯性与星光组合导航方法

传统惯性与星光组合通常需要将惯性系下的星光姿态信息转换到导航坐标系进而与惯性导航系统进行姿态组合,由于姿态信息转换过程中通常需要引入地理位置信息实现转换,从而不可避免地引入转换误差,无法充分发挥高精度星光姿态信息对惯性导航误差的修正作用。考虑到陀螺原始输出信息和星光姿态信息均能直接在惯性参考坐标系下测量获得,设计了一种基于惯性系下陀螺误差在线估计修正的惯性与星光组合导航方案。通过建立基于惯性系下陀螺误差估计修正的惯性与星光组合导航数学模型,直接在惯性系下对陀螺漂移误差进行在线开环跟踪估计;通过对陀螺误差实时修正,能够有效减小由于陀螺漂移所带来的惯性导航系统解算误差。仿真结果表明,该方案能够有效估计出陀螺的漂移误差,进而有效提高了惯性导航系统精度。     

基于地磁传感器与陀螺仪的姿态测量法

姿态测量系统是火箭弹简易制导领域不可或缺的一部分。文中基于地磁传感器与MEMS陀螺仪的姿态测量系统,对传统单点姿态测量方法进行了研究与改进。以MEMS陀螺仪解算所得的偏航角作为三轴地磁传感器输入,推导了姿态角测量方法。针对姿态测量方法,设计了三轴地磁传感器姿态测量模块,在三轴旋转平台上进行了半实物仿真实验。实验结果表明,改进后的方法可以满足火箭弹姿态解算,提高了姿态角解算精度。     

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。