捷联惯导惯性系对准误差分析

针对捷联惯导晃动基座下惯性系粗对准两种不同的计算方法,分析了由陀螺常值漂移和加速度计零偏引起的漂移误差（即平台失准角）、刻度误差和歪斜误差,并推导了这些误差项与惯性元件误差之间关系的解析表达式。结果表明：两种惯性系对准算法的平台失准角具有相同的极限精度,并且与传统解析对准法的精度一致;惯性系对准法的歪斜误差很小可以忽略,但需对姿态阵正交化以消除刻度误差的影响。     

无平台惯性导航系统的试验

相对陀螺平台惯性系统而言,无平台惯性系统在重量、体积、成本、可靠性和使用特性等方面具有一系列的优点。但是在下列两方面的特点,无平台惯性系统受到异议: 1.基准座标系的数学模拟区别于由稳定平台实现的物理模拟。 2.对安装在不稳定底座的敏感元件（陀螺和加速度表）的精度要求较高,并要承受很激烈的角运动。 典型的无平台惯性系统敏感元件组合由6个固联在飞行器壳体上的敏感元件组成,其中3个是用于角运动参量的测量（例如,陀螺）,另外3个是用于位移运动参量的测量（例如,加速度表）。利用相应的电子设备,将从测量设备组合来的信息加工成3个与绝对角速度向量在陀螺敏感轴瞬时方向的投影成比例的输出信号和3个与感受速度向量在加速度表输入轴瞬时方向的投影变化成比例的信号。     

捷联惯导惯性系动基座对准算法研究

针对船载等晃动基座环境,利用多级低通FIR数字滤波器和过渡的惯性坐标系,实现了惯性系动基座对准。分析表明,对准精度取决于等效的东向陀螺漂移大小以及FIR滤波器组的特性,该方法的对准时间长短取决于FIR滤波器组的阶次,并从原理上解决了大失准角问题。实验结果表明:惯性系对准新方案的对准精度与传统罗经方法精度相当,但新方法收敛更快,而且适用于任意失准角。     

激光陀螺惯性导航系统——90年代舰船导航的支柱设备

陀螺是惯性导航系统中的核心部件,它的主要功能是感知导航参考坐标系相对惯性坐标系的角偏差,并将所敏感的信号提供给惯性系统。一般来说,转子可以同时绕垂直于自转轴的一根轴或两根轴进动。陀螺具有稳定性和进动性两大特性,这就是经典性原理陀螺的含义。但是,随着科学技术的进步,人们把环形激光器引入了陀螺领域,用其来测量运载器的角速度,完成陀螺的功能,从而产生了一种非经     

考虑刚度影响的双输入转矩分流式齿轮系统均载特性

为了对转矩分流齿轮系统均载特性进行更加深入的研究,建立系统非线性动力学模型,采用数值仿真方法计算系统的均载系数,分析联动轴扭转刚度、输出轴支撑刚度、输入转速以及轴位角对均载系数的影响规律,并对齿轮系统进行实验研究。研究结果表明:输出端的均载系数大于输入端的均载系数,高压输入端的均载系数大于低压输入端的均载系数;均载系数随联动轴扭转刚度的增加而增加,随支撑刚度的增加先减小后平缓;在不同转速下均载系数呈现波动变化,在4 100 ~ 4 400 r/min输入转速区间出现了谐振峰;轴位角a₂的值会影响均载系数随a₁变化的规律,尽可能减小轴位角可以提高系统的均载性能。通过实验测试验证了本文分析模型的正确性。     

惯性平台自标定中惯性仪表安装误差可观测性分析

针对惯性平台自标定中惯性仪表安装误差可观测性问题,深入研究了系统模型与平台坐标系对惯性仪表安装误差可观测性的影响。根据不同系统动力学模型和观测量构建四种系统模型。从可观测性定义出发,分析与判断惯性仪表安装误差在不同系统模型和不同平台坐标系下的可观测性。理论分析和仿真结果均表明惯性仪表安装误差在以下两种情况完全可观:观测量为平台框架角和加速度计输出,系统动力学模型为框架角模型,平台坐标系以平台六面体为基准定义;观测量为加速度输出,系统动力学模型为姿态角或失准角模型,平台坐标系以加速度计敏感轴为基准定义。     

光纤陀螺在车载惯性平台稳定回路中的仿真

为了延长车载惯性平台的使用寿命并提高其稳定精度，在原有平台机械结构的基础上，提出采用光纤陀螺代替原有的挠性陀螺作为惯性平台的敏感元件，并重新建立了平台系统稳定回路的数学模型。仿真研究表明该数字稳定回路具有较好的动态和稳态性能，能够满足系统的设计要求。经实验验证，该光纤陀螺惯性平台系统已实现功能要求。     

RBF神经网络在单轴旋转惯导系统轴向陀螺漂移辨识中的应用

在激光陀螺单轴旋转惯性导航系统中,单轴旋转可以自动补偿垂直于旋转轴上的惯性器件误差,却不能消除旋转轴方向上惯性器件的误差,因此单轴旋转惯性导航系统的导航精度主要由轴向陀螺漂移决定.提出了一种基于径向基函数神经网络的轴向陀螺漂移辨识方法,利用系统纬度误差和温度变化量作为训练集,针对系统热态、冷态两种情况对RBF神经网络进行训练,对轴向陀螺漂移的辨识精度达到0.0003°/h.试验结果表明:该方法能够有效地辨识轴向陀螺漂移,使系统达到较高的导航精度,满足实际应用的需要.     

基于梯度变化率的IMU系统慢变趋势补偿方法

针对IMU系统受温度影响误差输出较大,基于现有的惯性器件温度补偿方法已经无法满足导航精度要求,通过对QMEMS陀螺进行温度特性试验,分析总结出QMEMS陀螺受温度影响的主要因素为上电启动温度以及单位时间内温度梯度变化率,进而提出了一种主要基于温度梯度变化率的温度补偿方法,采用线性分段参数进行推导并进行在线补偿,实验结果表明,补偿后的三轴陀螺零偏都降低了至少2个数量级,输出慢变趋势补偿为渐进平稳,导航系统最大位置误差降低了50%,同时姿态误差也有明显的降低。     

某型加速度计装配技术问题研究及对策

<正>通过对某型加速度计装配过程各环节分析研究,找出了影响加速度计失准角超差的因素,有针对性地提出解决措施,并经批量生产验证,切实提高了加速度计生产合格率,取得了较大的军事和经济效益。引言某型加速度计是某型导弹飞行控制舱配套使用的核心惯性测量组件,安装在导弹相互垂直的空间三维方向上,通过敏感相应方向的加速度,输出与输入加速度成比例的电信号,为控制系统提供准确加速度数据,与陀螺共同为导弹提供飞行     

CO2激光器虚共焦腔凸面镜失调的实验研究

高功率激光器工作时,由于谐振腔反射镜上的光强分布不均匀,会导致镜面温度不均匀,从而造成镜面的角向偏转,致使激光器光轴发生偏转,严重影响输出光束质量,甚至造成不出光。文中主要从实验研究了CO2激光器虚共焦腔凸面镜失调对激光器输出光束质量的影响,实验结果表明,当凸面镜失调角接近于由理论计算而得的失调临界角时,输出光斑约为半个圆环,与理论分析非常符合,当凸面镜失调角达到约为失调临界角的4.5倍时,完全停止振荡。     

惯性传感技术发展与展望

利用GPS辅助INS的系统已在各种应用领域崭露头角,这些新的应用领域将驱动市场对极低成本惯性传感器的大量需求。在回顾惯性传感技术的发展历程、研究热点、应用领域的基础上,讨论和展望了光纤陀螺仪、微机械陀螺仪和加速度计,以及微型光学传感器技术近期和远期的发展趋势。     

捷联惯组与炮管之间安装误差角的标定方法

为了保证捷联惯导系统能够正确给出炮管高低角和方位角,必须对捷联惯组和炮管之间的安装误差角进行标定.介绍了利用经纬仪进行安装误差角标定的原理和方法,还提出另外两种计算安装误差角方法,包括利用欧拉角微分方程进行近似积分方法和利用主惯导与子惯导间的传递对准方法.经对比上述三种方法是等效的,其共同特点是炮管必须作高低角运动,并且要求在运动前后横滚角变化很小.最后,通过调炮试验验证了标定方法的可行性.     

光纤陀螺温度场分析及结构优化设计

从导热微分方程出发,建立了光纤陀螺温度场有限元模型,对模型进行了稳态温度场和瞬态温度场仿真分析。利用铂电阻测温电路对仿真结果进行实验验证,两者相对误差小于3%,证明仿真分析的结果是正确和有效的。针对光纤环温度场分布不均匀的情况,对光纤陀螺结构进行了优化设计。光纤陀螺在25℃环境中稳定工作时,稳态温度场分析结果表明,优化设计后光纤环最高与最低温度差为0.05℃,较优化前的0.19℃减小了73.7%;将陀螺置于60℃环境且处于非开机状态时,10min瞬态温度场分析结果表明,优化设计后光纤环最高与最低温度相差0.11℃,较优化前的0.19℃减小了42.1%。     

旋转调制式捷联惯导误差分析

系统级旋转自补偿技术可以使捷联惯性导航系统的误差发散得到一定程度的抑制,是在现有元件水平不变的情况下提高系统精度的有效方法.对于不同的误差项,旋转补偿技术具有不同的调制效果.针对目前研究较为广泛的8位置双轴转位调制方素,对被调制后的误差公式进行了推导和分析,分析发现:常值零偏、逐次启动漂移以及缓变漂移都可以得到较好的调...     

捷联惯性+星光修正组合导航研究

针对捷联惯性导航系统的初始对准误差所造成的导航误差,提出了捷联惯性+星光修正组合导航方案。利用光学导引头得到的星体观测值,估计初始对准误差,进而修正捷联惯性导航的姿态角、速度和位置。推导了捷联惯性+星光修正组合导航算法,得到了初始对准误差的估计公式和速度、位置的修正矩阵,并通过仿真分析证实了方案的可行性和算法的有效性。     

惯性测量匹配法测定船体变形实施方案研究

介绍了船体变形的产生原因,详细分析了船体变形对航姿参数的影响和惯性测量匹配在实船上测量船体变形时的几种实施方案。分别讨论了在中心航姿系统部位和局部基准部位是否安装加速度计和速率陀螺时的不同情况,具体推导了变形角、局部基准部位的航姿角和摇摆线速度的计算公式。对各种方案进行了分析比较,指出了各自的优缺点,为惯性测量匹配法在实船上的应用打下了基础。     

间距和角度失调对零色散飞秒整形系统的影响

为了研究间距和角度失调对零色散飞秒整形时域特性的影响,理论上分析了系统的分辨率与各光学元件间距角度失调的关系,详细讨论了间距角度失调对系统效率和输出脉冲时间特性的影响.实验结果表明,透镜位置失调会导致脉冲展宽,且两个透镜位置失调对脉宽展宽的规律对称,光栅位置失调也会导致脉冲展宽.此外,器件角度失调对系统效率的影响大于位...     

基于复合信号的激光陀螺零偏误差补偿分析

作为一种集成了光学、电学和机械力学的复杂系统，激光陀螺可以精确地测量物体的角速率输出。为了满足惯性导航系统长时、高精度的测量要求，研究了激光陀螺内部不同类型的传感器与激光陀螺零偏误差之间的特性，在传统的基于温度的零偏误差补偿方法的基础上，引入了二频机抖激光陀螺内部温度传感器、光电二极管和粘在抖动机构上压电陶瓷的输出信息进行复合建模，利用非线性拟合能力强的支持向量机算法，针对不同类型信息与二频机抖激光陀螺零偏误差的相关性对模型进行优化。实验结果表明，该二频机抖激光陀螺零偏误差补偿模型的补偿精度高于传统的补偿方法。     

高精度惯测组合标定误差分析

惯性测量组合(IMU)标定误差分析对于惯性导航系统性能评估、误差分配和器件设备选型具有重要意义,但目前关于高精度IMU标定误差的定量讨论很少。借助四元数旋转矢量理论建立了转台轴正交度误差和转角控制误差模型,结合IMU测量误差的表示,定量分析了一种典型多位置标定编排方式下的标定误差。仿真结果和捷联惯性导航系统的试验结果证实了标定误差分析的正确性。