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《中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)》 2008年
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光纤陀螺寻北仪关键技术的研究

刘宇波  
【摘要】: 光纤陀螺寻北仪(FOG)是一种用来测量地理真北方向的惯性器件,其主要优点在于它不依赖外界环境信息,可以全天候,快速准确地找出真北方向。它被广泛地应用于国防,国民经济建设中。 本论文基于国内发展寻北仪的需要,首先分析寻北仪的原理,然后在详细对比分析各种陀螺仪的基础上,选择光纤陀螺仪作为寻北仪的惯性器件,并用MSVC++6.0设计了FOG的数据采集处理系统。对FOG的输出特性进行了分析,建立了输出噪声模型。接着分析了寻北仪常见的各种寻北方案,比较各种方案的特点,根据不同方案下的算法,推导了各种方案最佳的寻北初始角度。 论文分析了静态、动态误差源对静态寻北方案精度的影响,重点推导了FOG各性能参数对精度的影响,推导出各种影响源的具体误差影响公式,针对FOG的输出噪声,对相关的信号处理技术进行研究,并提出一种改进型的平均选点法,全部算法采用Matlab7.0进行了编程和仿真。 最后进行寻北试验,依次验证各种常见的静态寻北方案,以及寻北时间长短对寻北精度的影响。用多种信号处理方法对数据进行处理,在对比分析数据处理前后寻北精度的基础上,得出平滑滤波结合改进型平均选点和小波分析滤波处理信号是最佳的数据处理方案,该方案有效地提高了寻北精度。
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