光纤陀螺寻北仪误差分析及补偿技术研究

摘要

光纤陀螺寻北系统是现代化信息战中必不可少的自主定位系统,是惯性导航系统中的主要研究成果之一。随着光纤陀螺性能指标的改善以及光纤陀螺寻北理论与技术的成熟,FOG寻北仪的应用越来越广泛,无论是在军事上还是在民用上,寻北系统的优越性能都得到了充分的发挥。但随着现代化信息战中对定位精度的要求不断提升,寻北系统的误差分析及误差补偿方案的研究成为寻北系统研制机构的主要研究内容。
　　 本文是在现有实验条件下,利用光纤陀螺、加速度计以及SGT-三轴转台组成FOG寻北系统。
　　 首先,概述了光纤陀螺的发展现状和在军事及民用上的应用、光纤陀螺寻北系统的发展现状及应用;阐述了光纤陀螺的工作原理以及FOG寻北系统的工作原理,并给出了光纤陀螺寻北系统静态和动态寻北方式的解算模型。
　　 其次,研究了光纤陀螺的主要性能指标,分析了影响陀螺精度的主要误差源,包括光路误差、内部线路误差和外界环境因素对陀螺精度的影响;着重研究了影响FOG寻北系统的主要误差源,包括基座调平误差、转台转位误差、加速度计误差、有害纬度误差以及动态误差,分析了它们对寻北精度的影响,并给出误差模型以及相应的补偿方案。
　　 再次,介绍了平滑滤波、卡尔曼滤波和小波滤波这三种较为常用的信号处理方法,阐述了这三种信号处理方法的原理和特点;详细研究小波分析法的原理以及小波基的选择;对这三种信号处理方法在寻北输出数据中的滤波效果进行对比。
　　 最后,利用光纤陀螺、加速度计以及SGT-三轴转台组成的FOG寻北系统对光纤陀螺常值漂移、有害纬度信息、转台转位误差和陀螺随机漂移的补偿方案行验证。