基于旋转调制的高精度激光陀螺寻北仪误差建模与补偿方法研究 本书特色

高精度寻北仪技术研究对于发展我国陆用武器装备具有重要意义。随着激光陀螺生产技术的日渐成熟，采用激光陀螺研制高精度寻北仪成为可能。理论上，速率偏频激光陀螺寻北仪可消除抖动偏频激光陀螺频繁过锁区所产生的*游走误差的影响，大幅度提高寻北精度。张岩、曹聚亮、吴文启、江明明编*的《基于旋转调制的高精度激光陀螺寻北仪误差建模与补偿方法研究》针对速率偏频激光陀螺寻北仪系统，对其误差传播特性、误差建模与补偿方法和寻北算法等进行了深入探讨，提出了基于单方向连续旋转的旋转调制式速率偏频激光陀螺寻北仪实现方案，避免了转动机构旋转换向引入的动态误差。针对单陀螺、三陀螺、双陀螺三种不同配置的速率偏频激光陀螺寻北仪方案，研究了激光陀螺测量误差、加速度计测量误差、转台测量误差和安装误差等误差因素对寻北误差的影响；通过对寻北仪主要器件测量误差特性的研究和分析，指出了寻北算法需要解决的主要问题。针对单陀螺速率偏频激光陀螺寻北仪，从激光陀螺测量误差、转台测角误差和转台台面倾斜等方面对寻北算法进行了系统的研究和分析，提出了基于低通滤波与旋转调制相位测量的寻北算法。基于速率偏频激光陀螺测量误差特性，建立了等效标度因数误差模型及其补偿方法；针对转台测角误差，分析了测角周期性误差和*误差对寻北精度的影响；针对寻北仪实际工作时的转台台面倾斜情况，对台面倾斜引起的寻北误差进行了研究，得到了寻北误差与寻北仪姿态角的定量关系表达式。通过寻北误差方程揭示出各误差因素在寻北误差中的传播特性，提出了误差分配方法，对不同精度寻北仪需求的器件选择具有一定的指导意义。
通过单位置寻北和多位置寻北实验，对寻北算法和误差分析的结论进行了实验验证。

基于旋转调制的高精度激光陀螺寻北仪误差建模与补偿方法研究 目录

第1章 绪论1.1 背景及意义1.1.1 高精度寻北仪技术背景及意义1.1.2 寻北仪研究现状1.2 激光陀螺寻北仪技术研究进展1.2.1 解析式陀螺寻北仪技术1.2.2 捷联惯导系统初始对准技术1.2.3 旋转调制技术1.2.4 速率偏频激光陀螺1.3 本书的研究内容、组织结构 第2章 寻北仪误差传播及器件误差特性分析2.1 旋转调制式速率偏频激光陀螺寻北仪实现原理2.1.1 激光陀螺工作原理概述2.1.2 旋转调制式激光陀螺寻北仪实现原理2.2 单陀螺速率偏频激光陀螺寻北仪方案及误差传播分析2.2.1 单陀螺速率偏频激光陀螺寻北仪方案2.2.2 单陀螺速率偏频激光陀螺寻北仪误差传播分析2.3 三陀螺速率偏频激光陀螺捷联寻北系统方案及误差传播分析2.3.1 三陀螺速率偏频激光陀螺捷联寻北系统方案2.3.2 三陀螺速率偏频激光陀螺捷联寻北系统误差传播分析2.4 基于虚拟陀螺原理的双陀螺寻北系统方案及误差传播分析2.4.1 基于虚拟陀螺原理的双陀螺寻北系统方案2.4.2 基于虚拟陀螺原理的双陀螺寻北系统误差传播分析2.5 寻北仪主要器件误差特性分析2.5.1 速率偏频激光陀螺误差特性分析2.5.2 石英挠性加速度计误差特性分析2.5.3 单轴转台误差特性分析2.6 本章小结 第3章 单陀螺速率偏频激光陀螺寻北仪算法研究3.1 转台台面严格水平情况下的寻北算法3.1.1 寻北原理3.1.2 速率偏频激光陀螺测量误差分析与误差补偿方法3.1.3 转台测角误差建模与补偿方法3.1.4 转台台面严格水平情况下的寻北算法描述3.1.5 算法误差传播特性及精度分析3.2 转台台面倾斜情况下的寻北算法3.2.1 寻北原理3.2.2 滚动角和俯仰角的计算方法3.2.3 地球自转角速度矢量在转台台面中投影角度的计算方法3.2.4 转台台面倾斜情况下的寻北算法描述3.3 寻北误差传播特性及算法精度分析3.3.1 转台台面倾斜引起的寻北误差特性分析3.3.2 寻北算法精度分析3.3.3 台面倾斜对激光陀螺标度因数补偿方法的影响3.4 寻北实验验证3.4.1 激光陀螺实测信号分析3.4.2 单位置寻北实验3.4.3 多位置寻北实验3.5 本章小结 第4章 三陀螺速率偏频激光陀螺捷联寻北系统算法研究4.1 寻北系统标定方法4.1.1 IMU标定方法4.1.2 IMU与转台安装关系矩阵标定方法4.1.3 转台角度标定方法4.1.4 真北方向标定方法4.1.5 速率偏频激光陀螺参数标定方法4.2 旋转调制情况下捷联惯导系统初始对准算法的实验验证4.2.1 旋转调制情况下的捷联惯导系统初始对准算法4.2.2 机械抖动激光陀螺捷联惯导系统初始对准实验验证与分析4.3 基于运动信息的惯性器件误差建模补偿方法及寻北算法4.3.1 速率偏频激光陀螺等效标度因数误差建模与补偿方法4.3.2 加速度计等效零偏误差建模与补偿方法4.3.3 系统状态方程降维设计4.3.4 三陀螺速率偏频激光陀螺捷联寻北系统算法描述4.3.5 寻北系统误差影响及算法精度分析4.4 寻北实验验证4.4.1 寻北系统单次实验4.4.2 单位置寻北实验4.4.3 多位置寻北实验4.5 本章小结 第5章 基于虚拟陀螺原理的双陀螺寻北系统算法研究5.1 静基座条件下虚拟陀螺的构建原理5.2 基于虚拟陀螺原理的双陀螺寻北系统算法实现与精度分析5.2.1 基于虚拟陀螺原理的双陀螺寻北系统设计5.2.2 基于虚拟陀螺原理的双陀螺寻北系统算法实现5.2.3 基于虚拟陀螺原理的双陀螺寻北系统算法精度分析5.3 寻北实验验证5.3.1 基于虚拟陀螺原理的双陀螺寻北系统单次实验5.3.2 单位置寻北实验5.3.3 多位置寻北实验5.4 虚拟陀螺敏感轴方向改变对双陀螺寻北系统的影响5.5 本章小结 第6章 激光陀螺寻北仪环境适应性实验研究6.1 阵风扰动环境寻北实验6.1.1 阵风扰动情况激光陀螺测量误差特性6.1.2 单陀螺速率偏频激光陀螺寻北仪实验及精度分析6.1.3 三陀螺捷联寻北系统实验及精度分析6.1.4 双陀螺寻北系统实验及精度分析6.2 车载扰动环境寻北实验6.2.1 车载扰动情况激光陀螺误差特性6.2.2 三陀螺捷联寻北系统实验及精度分析6.3 不同温度环境寻北实验6.4 本章小结 第7章 结论与展望7.1 总结7.2 研究展望 参考文献

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