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陀螺漂移信号的小波去噪及其误差模型的研究

高宁  
【摘要】:随着惯性技术的发展,对陀螺仪精度的要求越来越高。陀螺漂移是影响陀螺精度的重要指标,因而对陀螺漂移进行滤波、建模的研究显得越来越重要。本文以小波及多小波去噪理论和时间序列分析法为依据,研究了陀螺漂移信号的小波滤波方法,并建立了陀螺漂移信号的时间序列模型和陀螺漂移动力学误差模型。经过对寻北仪陀螺信号的滤波及建模实验验证,本文的方法有效的提高了寻北仪的寻北精度。 首先,本文在陀螺漂移信号小波基选取的基础上,系统地将bior双正交小波、冗余小波应用到陀螺仪信号处理中,与经典信号处理方法巴特沃思滤波结果进行了比较,得到了较好地去噪效果。针对恶劣环境下陀螺仪输出存在的脉冲噪声,设计了小波域中值滤波器。在此基础上本文做了进一步研究,将多小波理论引入到陀螺信号去噪中,分析并对比了陀螺漂移信号多小波去噪的优点与不足。 其次,对陀螺漂移信号进行了系统全面的统计分析,将小波去除信号趋势项的特性应用到陀螺漂移信号误差建模中,采用平稳小波及多小波去除陀螺漂移的趋势项,建立了陀螺漂移信号的时间序列模型。在此基础上进一步对陀螺信号进行了增广自适应卡尔曼滤波,建立了陀螺漂移动力学误差模型。 最后,在研究成果的基础上采用Visual C++ 6.0开发环境设计并实现了陀螺信号去噪可视化软件系统。该系统包括陀螺信号小波去噪与小波分析,陀螺漂移信号的时间序列建模以及寻北仪寻北解算三大模块,具有良好的图形用户界面以及可视化滤波结果显示,为今后同类课题研究和实验提供了功能完善的软件平台。


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