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基于光纤陀螺船用捷联导航系统研究

光纤陀螺是重要的船用捷联导航设备,光纤陀螺捷联导航系统代表着未来船舶导航系统的发展方向。本文对基于光纤陀螺的船用捷联导航系统进行研究。船用捷联导航系统相比于其它用途的导航系统有着工作时间长,始终处于摇摆、颠震等工作环境的特点,应用于军舰的光纤陀螺捷联导航系统必须具备能够承受火炮、导弹等武器系统发射时很大冲击的能力。因此船用捷联导航系统对光纤陀螺的动态性能,包括动态特性与动态误差特性,随机漂移性能提出了更高的要求。数学模型是研究光纤陀螺性能的主要工具,为此本文对光纤陀螺的数字闭环检测系统的实现、动态误差模型、动态模型(传递函数)、随机漂移误差模型进行研究,得出了一些有实用价值的结论,掌握了利用数学模型研究光纤陀螺的设计与改善性能的方法。在此基础上,通过改进系统硬件设计方案与推导捷联罗经系统找北原理,论文对光纤陀螺捷联罗经系统的软硬件进行了设计与实现研究,为基于光纤陀螺的船用捷联系统研究提供了理论依据和实践基础。论文主要包括以下几个  (本文共159页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
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船用光纤捷联惯导系统标定与海上对准技术研究

随着光纤陀螺精度的提高,船用光纤陀螺捷联惯性导航系统正处于产品开发阶段。船用光纤陀螺捷联惯性导航系统涉及的关键技术包括很多方面,主要集中在标定技术、初始对准技术、综合校准技术、阻尼技术等几方面。本文从提高船用光纤陀螺捷联惯导系统的实际需求出发,对系统标定技术和海上对准技术展开研究。主要工作有:首先,对光纤陀螺组件和加速度计组件进行误差建模,建立标定误差与载体角速率和比力之间的关系,推导标定误差对捷联惯性导航系统导航误差的影响,并对其进行分析,研究标定误差对捷联惯性导航系统摇摆运动和匀加速直线运动情况下导航误差的影响,对其进行仿真验证。其次,对分立式标定方法进行误差分析和计算机仿真,分析三轴惯导测试转台速率误差和定位误差对惯性测量单元标定结果的影响。提出了一种光纤陀螺组件六位置分立式标定方法,降低了转台误差对光纤陀螺组件标定结果的影响,消除了光纤陀螺组件标定参数之间的耦合误差。仿真分析和导航实验证明,六位置分立式标定方法提高了光纤...  (本文共135页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
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基于DSP的光纤陀螺捷联惯导系统关键技术研究

光纤陀螺是重要的船用捷联导航设备,光纤陀螺捷联导航系统代表着未来船舶导航系统的发展方向。由于光纤陀螺精度的不断提高和实际应用,为捷联惯性导航技术的研究注入了新的活力。光纤陀螺捷联惯导系统的优势在于:一,用光纤陀螺代替了机械式陀螺;二,数学平台代替了物理平台。由于具有的一系列的优点,它将逐渐取代平台式惯导系统,并且已经成为捷联惯导系统主要发展趋势。本文以实际工程为背景,对光纤陀螺捷联惯导系统关键技术,即光纤陀螺捷联惯导系统板的设计进行了研究,完成了系统板的硬件电路及软件设计。论文首先介绍了光纤陀螺及捷联惯导系统的基本原理,给出了系统设计的理论基础,并重点完成了光纤陀螺捷联惯导系统板的硬件及软件设计。系统板的硬件平台主要有单DSP+单FPGA构架而成,DSP专注于捷联算法解算,而FPGA起到的是DSP与各类传感器之间接口的作用,类似于DSP的一个前端元件。而系统板的软件部分主要是指DSP的编程,主要包括捷联算法程序和DSP与外界进行...  (本文共99页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

船用光纤陀螺捷联惯性系统初始对准方法研究

光纤陀螺捷联惯性系统由于其独特的优势,正广泛用于军用和民用产品中,它是今后惯性导航系统的主要发展方向之一。它包含两个重要组成部分:初始对准和导航解算,初始对准的精度和时间直接关系到惯导系统的战术性能,由于惯导系统的初值误差在以后的导航解算中有积累作用,因此,在正常导航之前,必须首先完成对准过程,必须控制初始对准误差在一定范围内,以确定“数学平台”相对导航坐标系的方位。本论文以自行研制的光纤陀螺捷联惯性系统的应用为背景,重点研究捷联惯性系统系泊条件下的初始对准技术。首先根据重力矢量的低频特性和舰船系泊条件下干扰加速度的高频特性,考虑到对准的快速性要求,设计出两级抽取、三级级联的FIR低通滤波器,利用重力矢量找北的方法实现了船用光纤陀螺捷联惯性系统系泊条件下的快速对准。仿真证明了当存在干扰加速度时,该方法可以在较短的时间内达到较高的对准精度。其次提出了船用光纤陀螺捷联惯性系统系泊精对准方法。分析了两级抽取、三级级联的FIR低通滤波器...  (本文共91页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
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捷联成像寻的系统制导信息处理方法研究

捷联成像寻的器具有结构简单、可靠性和性价比高等优点,且其体积小、重量轻、对视线跟踪能力不再受到万向支架机电控制性能的约束,更有利于提高飞控系统的性能,已成为导弹导引系统的重要发展趋势之一。然而,由于捷联成像寻的器的光学探测系统固联于弹体上,探测基准和工作方式的改变致使传统制导信息处理方法难以直接适用。针对捷联成像寻的器的工作特点,研究适合其应用的制导信息处理方法,具有重要的理论意义和实际工程价值。对此,本文针对捷联成像寻的系统的制导信息处理问题,进行了以下几方面的研究:1.通过与传统常平架式寻的器的比较,深入分析了捷联式寻的器的工作机理和特点,建立了捷联成像寻的器的图像运动模型和弹体姿态运动的像移补偿模型,为开展捷联成像寻的制导系统的论文研究奠定了基础;2.针对捷联成像寻的系统的运动目标检测问题,基于图像序列三维时空频域运动能量的提取机理,提出一种基于分解频域的运动目标检测算法。该算法继承了时空频域运动检测算法对背景配准误差和图...  (本文共161页) 本文目录 | 阅读全文>>

《电光与控制》2012年05期
电光与控制

正切细分在捷联寻北方位角解算中的应用

0引言由于正切函数在区间内的严格单调性,故常将正切法应用于轴角测量[1]、光栅测角[2]、同步机角度测量[3]等高精测角场合,计算时通常先根据数据的极性将0~2π角度分为8个区间,然后在8区间细分的基础上,建立一个0°~45°精确到秒的数据表格,再通过查表求取正切值所对应的角度。目前尚未有相关中文文献论述正切法在捷联寻北中的应用,调研结果表明,在捷联寻北解算方位角时是采用查表法求取正切值,根据寻北精度直接建立0~2π的正切值表,然后通过查表获得测量值所对应的方位角值。这种查表求取正切值的方法存在两个问题:1)制表时需要占用较大的存储空间;2)查表在单片机中通常采用轮询的方式执行,代码的执行效率比较低。这两大问题严重制约单片机在捷联寻北方位角解算时的应用。因此,需要找到一种简单高效的求取角方法来克服正切查表法的不足,从而更方便单片机在捷联寻北中的应用。本文针对这一实际需求,提出一种近似求角的方法,并详细阐述该方法的实现过程。1捷联...  (本文共4页) 阅读全文>>

《弹箭与制导学报》2012年03期
弹箭与制导学报

一种基于快速正切算法的捷联寻北解算方法

0引言正切法常用于轴角测量[1]、光栅测角[2]、同步机角度测量[3]等高精测角场合。由于正切函数的在区间内的严格单调性,故其计算可靠性较高,因此正切法也广泛应用于捷联寻北中。传统正切法有两种实现方式,一种是直接查表方式,这种方式应用于捷联寻北中;另一种采用八区间查表法来实现。不论采用哪种方式在建立表格时都需要占用较大的存储空间,且在查询时代码执行效率较低,因此较难以用普通的单片机来实现。基于此不足,文中提出了一种基于最小二乘原理的快速正切算法,下面将详细介绍算法的实现过程。1捷联寻北原理当陀螺仪工作于理想状态(静基座、无倾角、无误差)时,可以通过陀螺敏感轴上的输出与陀螺方位角之间的正切关系解算出陀螺的方位角,从而确定载体与真北方向的夹角。图1理想状态下载体方位角的解算模型设地球坐标系(n系)xnynzn为东北天坐标系OENT,静基座下陀螺坐标系(g系)xgygzg和载体坐标系(b系)xbybzb重合,zg轴与OT轴平行也指向天...  (本文共3页) 阅读全文>>