the creep单轴光纤陀螺寻北算法设计与实现气垫导轨实验
在惯性导航领域,相比于传统的机械式陀螺,基于萨格奈克效应的光纤陀螺的灵敏度高、可靠性高、结构设计灵活、重量轻、动态范围大、启动时间短、寿命长、造价低,已然成为了目前主流的惯性器件。基于单轴光纤陀螺的寻北仪则可以不依赖外部信息,全天候、快速自主地寻地理真北方向。与传统寻北仪相比,光纤陀螺寻北仪可以承受更强的冲击与振动。
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但在实际使用环境中,人员走动、发动机振动以及阵风等都会对光纤陀螺的输出产生扰动,导致寻北精度下降。为提高光纤陀螺寻北仪的抗扰能力和寻北精度,论文围绕着光纤陀螺寻北仪的算法设计与实现展开研究。主要工作如下:首先,对光纤陀螺寻北方案进行了研究。 从理论上详细推导并研究了静态寻北解算方案和动态寻北解算方案,建立了考虑基座倾斜的静态寻北方案模型,并且对二位置寻北方案、四位置寻北方案、多位置寻北方案、动态寻北方案进行了比较。其次,对光纤陀螺寻北系统的误差进行了研究。基于倾斜基座下的二位置寻北方案分别推导了安装误差、转位误差、倾斜角测量误差、纬度误差、光纤陀螺随机漂移与寻北误差之间的关系。 中国国民党
小辰然后,对抗扰动算法进行了研究。针对人员走动、发动机振动、阵风等对光纤陀螺寻北仪产生扰动,使得光纤陀螺数据含有干扰噪声,进而导致寻北精度变差的问题,本文介绍了小波滤波以及小波去噪。基于小波阈值去噪法提出了一种改进的小波阈值去噪结合加权滤波的方法,对光纤陀螺输出进行去噪,并对此方法进行了仿真验证与实验验证。
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最后,提出了光纤陀螺寻北仪总体结构设计方案以及一种分段式寻北方案,并进行了软件硬件的设计和实现。设计了基于FPGA结合DSP的采集解算硬件模块,编写了与转台通信采集数据并解算的软件部分。最终进行了八位置的寻北实验,验证了改进的小波阈值去噪结合加权滤波的算法以及分段式寻北方案有利于提高寻北精度。
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