一种磁悬浮陀螺寻北仪的研究

现有的陀螺经纬仪采用金属悬丝悬挂陀螺房体,其陀螺房体摆动周期长导致寻北速度慢。本文提出了一种新型的磁悬浮陀螺经纬仪的实现方案,阐述了该陀螺仪寻北的原理以及结构组成实现,建立起了大刚度电磁力约束下陀螺盘的力学模型,推导了陀螺仪主轴位于当地子午线附近时的运动方程及其运动规律;并和传统的悬挂式陀螺经纬仪的性能进行了比较,表明该磁悬浮陀螺仪具有运动周期短的特点,运用它作为寻北手段,可以实现快速精确寻北。     

陀螺经纬仪寻北的自动控制

本文运用数字PID控制技术，使用微处理器作为控制器，在分析陀螺经纬仪自动寻北原理的基础上，建立了寻北的自动控制模型，为研制全自动陀螺经纬仪提供理论参考。     

地理纬度对陀螺经纬仪测量精度的影响

本文分析了陀螺仪的寻北原理，并以一种新型自动化陀螺经纬仪为例，探讨了地理纬度对陀螺补偿角、仪器常数和陀螺经纬仪测量精度的影响。在此基础上进一步讨论了陀螺经纬仪测量精度随地理纬度变化的关系，提出了提高陀螺经纬仪测量精度的方法和建议。     

陀螺寻北仪的精度与评定方法

本文利用信噪比的概念分析了陀螺寻北仪指北精度与纬度的关系，介绍了国外陀螺寻北仪精度评定方法。为了更全面地评价陀螺寻北仪的性能，提出利用赤道精度表示仪器的固有精度及采用“精度——时间积”表示陀螺指北仪指北能力的新建议。     

基于二位置法测量的光纤陀螺寻北仪的误差分析

陀螺寻北仪是一种全天候自动指示方位的高精度自主式定向仪器。文中介绍了光纤陀螺寻北仪的二位置寻北原理，对二位置寻北的主要误差源进行了详细地分析，并推导出了几种典型误差源作用下的寻北误差影响模型，其分析结果可为高精度寻北仪的研制提供理论依据。     

二位置寻北仪中光纤陀螺输出信号的处理

针对二位置寻北仪在不同环境下的工作,对光纤陀螺输出的信号进行了分析。从工程应用的角度出发,选取了较优的数据处理方法——抗差估计法,并通过实验及统计分析选取了适合光纤陀螺信号特点的IGGⅢ权函数的临界值。该方法提高了寻北精度,缩短了寻北时间,改善了寻北仪的性能。     

光纤陀螺寻北仪的转位控制方案设计与实现

光纤陀螺寻北仪利用光纤陀螺测量地球自转角速率的水平分量来获得被测点的北向信息，利用加速度计测量固定陀螺的基座的倾斜角度，经过解算得到载体的参考轴与真北方向的夹角。转位控制方案设计是寻北仪系统设计中一个极其重要的环节，转位机构的转位精度必须满足陀螺寻北的精度要求。文中详细介绍了光纤陀螺寻北仪的组成、转位控制方案设计及其实现途径。实验证实采用光电编码器作为直流电机位置控制的反馈元件的转位机构达到了系统寻北的精度要求。     

基于旋转调制技术的自动陀螺寻北仪关键技术研究

动态旋转调制技术是降低陀螺仪漂移,提高寻北精度的有效方法,但在具体实现中诸多的环节会影响到寻北精度。本文结合自动陀螺经纬仪的实际实现过程,对旋转状态下惯性测量单元的动态误差,小型化转台及其稳速电路、控制算法的设计,快速寻北滤波模型的建立等主要关键技术进行了研究。样机在4分钟内的寻北精度优于30″（1δ）,表明该技术设计合理。     

小波变换辅助的陀螺信号抗差估计

在捷联寻北仪中,陀螺漂移是导致寻北精度下降的主要原因.在小波阚值消噪的基础上,提出了利用抗差估计提高光纤陀螺寻北仪的寻北精度,并给出了陀螺信号的抗差解式.首先对陀螺输出信号进行频谱分析,确定多分辨分析的尺度,对不同尺度的高频系数采取相应的处理措施;然后将抗差估计应用于陀螺数据的处理,采用高崩溃污染率的初值辅以IGGⅢ方案迭代解算的混合算法.计算结果表明,该方法能够有效地抵制异常扰动的影响,提高寻北精(密)度.     

下架式陀螺经纬仪偏心度检定技术研究

下架式陀螺经纬仪在寻北测量中,利用经纬仪照准观测目标,照准地面标石中心则是通过陀螺部分的垂球或激光对点器来实现的。因此,在陀螺经纬仪测量中,存在两个不同的中心,当偏心度超过一定范围时需要对其进行检定。偏心度是矢量值,其对方位测量的影响是个变值。首先推导偏心度的影响规律,提出基于经纬仪互瞄法和经纬仪交会法的偏心度检测方法,并对某下架式陀螺经纬仪进行偏心度检测。     

单自由度陀螺寻北仪寻北数学模型研究

为了实现单自由度陀螺寻北仪自动寻北，通过分析寻北仅运动规律，本文建立了其寻北数学用到，分别为：模型Ⅰ——时间作为观测值，模型Ⅱ——角位置作为观测值，模型Ⅲ——时间及角位正同时作为观测值，楼四Ⅳ——最小二乘谱分析模型．通过模拟实验，认为自国对具有较强的抗干扰能力，适合单自由反陀螺寻北仪的数据采集和处理．     

地下工程陀螺定向测量软件开发

陀螺经纬仪是一种利用陀螺原理自主寻北的测量仪器,兼有定向与测角功能。由于其定向精度高、不受气候条件限制、全天候的自主定向等特点,在军事、测绘、地下工程、矿山等领域有着广泛的应用。以地下工程陀螺定向测量应用为背景,设计地下工程陀螺定向测量软件,研究陀螺经纬仪在地下工程陀螺定向测量应用中的相关问题。     

基于旋转调制技术的自动陀螺寻北仪方案设计

旋转调制寻北技术是一种将陀螺仪安装在恒速旋转的转台上,进行数据采集,解算北向方位的寻北技术。它将陀螺仪的输出信号调制为正弦信号,能很好地抑制陀螺漂移,方便了采用各种滤波算法求解,且正弦信号的频率与转台转速成正比,有利于提高寻北速度。在原理介绍的基础上给出了一种自动化寻北仪样机的系统结构组成、功能状态以及电子部件组成设计等。并给出了样机实际的测量结果。     

光纤陀螺寻北方案的比较

本文介绍了光纤陀螺寻北的基本原理和几种主要的寻北方案，并对几种寻北方案进行了比较分析，认为二位置寻北方案利用转位消除了陀螺的常值漂移，可降低对陀螺精度的要求，是一种易于实现的方案。二位置寻北方案利用陀螺敏感在相差1800的两个方向上的地球自转角速率水平分量，精确地解算出真北方向与陀螺轴向的夹角。     

光纤陀螺二位置寻北结果的测量不确定度评定

二位置寻北由于其实现简单,成为光纤陀螺寻北的一种重要方案。如何对二位置寻北方案的测量结果进行准确而可靠的评价,对该方案在光纤陀螺寻北中的应用具有指导意义。本文针对一般评价方法的局限性,提出用测量不确定度的评价方法对光纤陀螺二位置寻北方案进行分析。基于二位置寻北的数学模型,给出了其测量不确定度分析的具体过程。实例计算表明,测量不确定度为光纤陀螺二位置寻北提供了一种准确的评定方法,可用于对各种寻北方案进行分析与评价。     

TDJ7型精密陀螺经纬仪的系统误差研究

新近研制的国产ＴＤＪ７型陀螺经纬仪，采用永磁直流陀螺马达，计算机采集处理数据技术和光电积分自动测量方法，是一种先进的现代陀螺寻北系统。本文根据试验观测的大量数据，对其因温度效应和应用参数引起的系统误差进行了理论研究，提出了定点步进定间距计算改正、合理确定扭力零位权、优化求解角度当量值和扭力矩系数等措施，从而有效地减小了系统误差，显著提高了仪器的定向精度。     

基于双位置的磁悬浮陀螺异常数据检测

针对磁悬浮陀螺全站仪在极端工作环境下受异常数据干扰的问题,该文提出了一种利用磁悬浮陀螺双位置采样数据特征进行异常数据检测、剔除的数据处理方法。采用回归分析的方法对理想工作状态下的磁悬浮陀螺双位置采样数据与陀螺寻北方位间的函数关系进行拟合分析;通过区间预测的方法明确了陀螺寻北信息中异常数据的检验标准,并依据该标准实现了对寻北观测值中粗差等异常数据信息的有效识别。工程实测数据的验证结果表明:该检验法可以有效地对磁悬浮陀螺寻北数据中的异常值信息进行分离,提高陀螺寻北定向精度。     

六、P24 测量仪器

正CH20121560两种抗差估计在陀螺信号处理中的比较=Comparison of Two Robust Estimations Applied to Gyro Signal/蒋庆仙(西安交通大学机械工程学院),马小辉,陈晓璧,王华//测绘科学.-2011,36(5).-49～51捷联寻北仪中影响寻北精度的主要因素是陀螺随机漂移。由于陀螺信号中不可避免地存在异常观测或粗     

两种抗差估计在陀螺信号处理中的比较

捷联寻北仪中影响寻北精度的主要因素是陀螺随机漂移.由于陀螺信号中不可避免地存在异常观测或粗差,陀螺随机漂移中包含异常噪声(异常数据).抗差估计通过连续降权和连续减弱影响的方法抵制异常数据,是一种控制异常数据的有效方法.本文给出了两种抗差估计解及其相应原则,利用一个实际算例比较了两种抗差估计控制异常数据影响的能力.计算结...     

单自由度陀螺寻北仪运动的双尺度分析

本文对在陀螺力矩，常阻尼等多种因素作用下单自由度陀螺寻北仪的运动规律进行了双尺度分析，推导了转子轴运动周期公式，并与线性解进行了比较，认为双尺度解在Ｏ（θ＾－４ｍ）基础上趋近实际摆动轨迹。