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基于FOG捷联系统的误差分析与补偿技术研究

苏游  
【摘要】: 本课题以自行研制的光纤陀螺仪(FOG)及其捷联惯导系统(SINS)为背景,对由光纤陀螺漂移引起的捷联惯导系统的误差进行了分析,并对光纤陀螺捷联惯导系统的标定技术、随机误差的测定方法、随机误差的时序建模及Kalman滤波技术、数字滤波技术、小波滤波技术进行了研究。 根据捷联惯导系统的误差传播特性,分析了陀螺漂移对系统误差的影响。证明了陀螺漂移引起的系统误差都是发散的,在一定的导航时间内,系统误差受到陀螺漂移大小的制约,陀螺的漂移越大,带来的系统误差就越大。在陀螺漂移一定的时候,由陀螺的常值漂移引起的系统误差大多是振荡误差。 标定技术主要是对SINS的惯性敏感元件—石英挠性加速度计和光纤陀螺仪的基本误差模型参数进行确定。对加速度计和光纤陀螺仪分别建立了静态误差模型,然后设计了基于三轴惯导测试转台的速率试验、24位置试验、零位修正试验来对误差模型系数进行精确的辨识。 针对光纤陀螺的随机误差,从原理上分析了IEEE标准中的Allan方差法测定方法,并结合光纤陀螺应用实例计算出了其主要的五项随机误差系数。 分析了对光纤陀螺随机误差滤波常用的三种滤波方法,Kalman滤波、数字滤波、小波滤波,然后分别以各种滤波技术为基础,对光纤陀螺在静态条件下的输出进行了滤波处理,并比较了采用不同方法滤波前后陀螺的输出精度,最后介绍了三种滤波方法的优缺点及实用性。


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