分享到:

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
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
哈尔滨工业大学

船用光纤陀螺捷联惯导系统初始对准技术研究

捷联惯导系统具有体积小、易安装、维修方便等一系列优点,成为惯导系统的主要发展方向。随着光纤陀螺技术的发展,船用光纤陀螺捷联惯导系统发展迅速。初始对准误差直接关系到导航系统的导航精度,因此,初始对准的研究尤为迫切。本文针对船用光纤陀螺捷联惯导系统的特点,对捷联惯导系统的初始对准进行仿真研究。主要内容包括:介绍了捷联惯导系统的基本理论,包括捷联惯导系统的常用坐标系,陀螺和加速度计的误差模型,捷联惯导系统的速度误差方程、位置误差方程和姿态误差方程。阐述了卡尔曼滤波的原理,推导了卡尔曼滤波递推方程。分析了惯导系统的粗对准和精对准的基本原理。为后面的仿真研究做好理论基础。研究了罗经法对准的基本原理和方图,建立了罗经法对准的误差方程。在同等条件下,分别采用罗经法和卡尔曼滤波法进行仿真,对仿真结果进行对比分析。从理论角度,推导了基于反馈控制的罗经法对准和卡尔曼滤波法的稳态误差公式。分析了稳态误差,指出罗经法对准稳态误差会随着控制参数的不同而变...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

《大连海事大学学报》2005年01期
大连海事大学学报

船用光纤陀螺捷联航姿基准系统

0 引 言光纤陀螺(FOG)基于Sagnac效应的工作原理,主要用作角速度传感器.它没有机械活动部件,具有可靠性高、寿命长、启动快速、耐冲击、抗振动、动态范围大等一系列传统机电陀螺不具有的优点.近10年来,FOG的性能不断提高.美国的Hooeywell和Litton是世界上关于光纤陀螺研究最高水平的公司,它们已经将光纤陀螺的检测精度记录提高到0.0005°/h[1],它的应用领域已逐渐从民用扩展到军用车载、弹载、机载和舰载.基于FOG的舰载捷联式航向姿态基准和罗经平台产品已经问世.美国Litton公司研制成功世界上第一套采用光纤陀螺的固态、全数字光纤陀螺罗经.相继地,德国C PLATH公司、法国的Pho tonetics公司都推出了光纤陀螺罗经产品[2].因此,FOG在舰船导航领域具有广阔的应用前景.船用光纤陀螺罗经的捷联航向姿态基准系统取消了常平架的稳定平台,而将惯性敏感元件即光纤陀螺和加速度计直接固连在船体上.基于FOG的捷...  (本文共3页) 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

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>>

《压电与声光》2010年06期
压电与声光

光纤陀螺定位定向导航系统研究

捷联惯性导航系统具有完全自主、不受干扰、输出信息量大、输出信息实时性强等优点,然而其位置与速度误差会随时间积累而增大,而卫星导航全球定位系统(GPS)的精度不随时间而发散,因此将捷联惯性导航和GPS结合起来,构成组合导航系统,是一种理想的导航方式,有着广阔的应用前景。在地面车辆上,有里程计信号可利用,SINS与里程计的信息融合可实现完全自主导航,不需要外部信息,不受干扰,且能保持较高的精度,因而,这种组合导航系统在军事上有着很大的需求。在捷联惯导系统和GPS、里程计的组合导航上经过多年的研究,成功研制出了光纤陀螺定位定向导航系统,该系统为车辆提供航向、姿态、速度和位置导航信息。1系统硬件设计该系统主要由二次电源、惯性测量单元(包括光纤陀螺仪及石英挠性加速度计组件)、辅助信息(包括里程计、GPS信息、高度计、温度传感器)、转位机构、高速导航计算机、信号接口电路,输入输出接口电路等构成,如图1所示。图1定位定向导航系统总体组成结构1...  (本文共4页) 阅读全文>>