陀螺定向中的漂移影响及其原因分析

本文根据五种陀螺仪(GA K—Ⅰ、TDJ—Ⅱ、DJ_6—T_(60)、GI—C1、TK—4)的试验数据,研究了陀螺摆动中值的漂移问题。通过对漂移曲线的分析和用均方连差检验系统漂移是否显著,找出了陀螺仪漂移的一些规律。通过予先悬挂陀螺试验,提出了减弱和消除漂移影响的措施。最后对产生漂移的原因进行了分析,认为漂移是陀螺仪内部特性受操作及温度影响随时间变化引起的。运用欧拉方程导出了手动跟踪脉冲力矩、悬挂带零位变化、电源频率变化、陀螺中心与重心不位于同一铅垂线上,以及放下陀螺初动量等因素影响的漂移量,从理论与实践的结合上解释了漂移现象。     

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。     

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。     

载体角运动对旋转调制惯导系统误差影响分析

针对典型的双轴转停旋转调制系统,从捷联惯导姿态角误差方程出发,理论分析了载体角运动对旋转调制效果的影响。刻度系数误差导致的直流分量误差可等效为不可调制的常值陀螺漂移,对系统的精度水平有较大影响。安装误差导致的交流分量误差可等效为周期振荡的陀螺仪漂移,对系统精度影响较小。仿真结果有效验证了相关分析结论。     

ARMA模型的MEMS陀螺随机误差卡尔曼补偿方法

针对微机械(MEMS)陀螺仪的随机误差导致其输出信噪比低的问题,该文提出一种基于ARMA模型的随机误差卡尔曼补偿方法。该方法通过对MEMS陀螺仪输出的原始信号进行均值化处理和趋势项提取后,分别采用轮次检验法和Jarque Bera检验法对随机序列平稳性和正态性进行检验,建立时间序列ARMA模型并采用卡尔曼状态方程对陀螺随机漂移进行补偿。6次卡尔曼滤波对比实验结果表明,MEMS陀螺仪信号幅度随着滤波次数增加而减小,滤波后的均值由2.454 4E-4减小到-4.830 0E-5,标准差由1.654 7减小到0.003 6,随机漂移被有效抑制。     

陀螺灵敏部运动轨迹参数测定

高精度悬挂式陀螺仪在研制、生产和调试中仍存在无法精确测定和调整陀螺惯性灵敏部静平衡残余量的问题,研究发现含有静平衡残余量和静平衡状态良好的陀螺运动轨迹存在明显的差异,因此精确测定陀螺灵敏部运动轨迹参数可为精确测定陀螺灵敏部静平衡残余量提供有效途径。文中研制利用激光、高清相机、显微放大镜头等部件,结合计算机视觉和图像处理等方法,采用质心跟踪的方式精确测定陀螺灵敏部摆动(未启动马达)轨迹的装置;利用最小二乘方法拟合陀螺摆动轨迹,推导求取陀螺摆动周期、振幅、衰减系数、摆动中心、抖动振幅等参数的方法。最后用文中装置测定JT15陀螺悬挂系统在未启动马达下的运动轨迹参数,验证装置与方法的有效性。     

陀螺经纬仪定向飘移规律的探讨

用陀螺经纬仪定向，采用跟踪逆转点法测定真北方向，其舒勒平均值相对于稳定平均值将产生漂移，这种漂移对所测定的子午线方向值带来误差影响。本文对几种陀螺经纬仪的跟踪观测实验数据进行分析，找出了每台仪器均     

测量仪器

CH20012640 陀螺经纬仪中的对接技术/蒋庆仙(西安测绘研究所)…∥解放军测绘研究所学报.—2001(1).—51～54讨论了陀螺仪与经纬仪的对接精度对仪器定向精度的影响。通过分析、计算,得出:1)陀螺仪的旋转轴与经纬仪的竖轴不平行差对仪器的定向精度影响较小;2)陀螺仪与经纬仪连接时的相对方位不恒定对仪器的定向精度影响较大,造成的方位角偏差会直接带进测量结果中。介绍了一种实现陀螺仪与经纬仪对接的方法。图8参2     

低精度光纤陀螺随机误差的辨识与仿真

陀螺随机漂移是影响惯性导航和组合导航精度的重要因素。为了有效辨识出光纤陀螺随机漂移噪声的参数,采用了自相关函数、功率谱密度和Allan方差对实测陀螺数据进行分析。实验结果表明:自相关函数、功率谱密度和Allan方差都能有效辨识出陀螺输出信号中的角度随机游走噪声,只有Allan方差能辨识出其中的角速率随机游走噪声。Allan方差可以为光纤陀螺随机漂移建模提供参考。     

Gyromat3000陀螺经纬仪温度影响测试与分析

本文针对温度变化对陀螺仪测量精度影响较大的现状,根据实验数据对高精度陀螺经纬仪Gyromat3000测量精度进行了分析,提出对温度变化改正的方法,并对此方法的有效性进行了检验。实验结果表明,文中提出的温度改正方法能够补偿温度对测量结果的影响。     

基于跟踪方式看陀螺仪的发展

陀螺仪作为一款高精度定向测绘仪器,由于不受时间和环境的限制,同时观测简单方便,效率高,而且能保证较高的定向精度,被广泛应用于地铁、矿山、地下施工等隐蔽工程和各种武器定向领域。本文通过梳理陀螺经纬仪到陀螺全站仪的发展历程和时期特点,从跟踪方式入手,对不同时期陀螺仪特点进行比对,得出陀螺仪跟踪方式由人工跟踪发展为自动跟踪,陀螺仪操作越来越简便、精度越来越高,利用陀螺仪进行定向测量效率越来越高的结论。最后根据笔者十多年陀螺仪检定实践,针对国产陀螺仪在定向精度及稳定性等方面存在的不足,对陀螺全站仪的进一步发展提出一些建议。     

希尔伯特-黄变换下的磁悬浮陀螺仪数据处理方法研究

磁悬浮陀螺仪在观测过程中容易受到外界环境的影响,使陀螺数据产生随机噪声,进而影响陀螺寻北的精度。本文提出了针对陀螺数据随机噪声的希尔伯特-黄变换(HHT)方法,该方法首先对陀螺数据进行经验模式分解(EMD)得到固有模态函数(IMF),然后对每一阶的IMF进行希尔伯特变换得到边际谱,判断出应该去掉前几阶的IMF函数。通过试验分析表明,希尔伯特-黄变换方法非常适合于分析非线性非平稳数据,完全自适应,并且不受Heisenberg测不准原理的制约,能有效去除随机噪声,还原信号的有用成分,提高陀螺定向精度。     

基于小波多尺度分析的陀螺漂移数据预处理

通过采用不同小波函数对模拟陀螺漂移数据进行多尺度分析,并结合平稳性检验过程找出适合陀螺漂移数据预处理的小波函数。     

陀螺经纬仪中零位的稳定性分析

本文分析了陀螺经纬仪的自摆零位对定向精度的影响。悬挂带和导流丝是影响自摆零位稳定性的主要因素，文中提出了几点在工程中稳定自摆零位的技术措施，并在某型号陀螺经纬仪的研制中得到了验证。     

从陀螺仪的研究现状谈陀螺经纬仪的发展趋向

本文论述了陀螺仪的发展历史，各个时期陀螺经纬仪陀螺系统的基本特点，介绍了光纤陀螺经纬仪现状及基本结构形式，探讨了未为陀螺经纬仪可以的发展趋向，指出未来的陀螺经纬仪将是光纤陀螺经纬仪。     

陀螺经纬仪的仪器常数随温度漂移规律的研究

对某型陀螺经纬仪的仪器常数受环境温度的影响进行实验,利用数理统计方法分析、处理了各温度下仪器常数的数据,发现其变化符合线性规律,从而可实现温度对仪器常数的漂移影响的自动补偿。     

陀螺经纬仪定向精度分析

陀螺经纬仪的定向精度是评价其质量的重要指标之一.以GAK-1型陀螺仪为例,从其定向过程中主要的误差来源入手,理论上对陀螺经纬仪定向过程及影响测量精度予以研究与探讨,并结合赵家寨煤矿现场生产实践,实例分析了陀螺经纬仪的定向精度,提出了提高其定向精度与工作效率的意见与建议.     

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。     

Quaternion-EKF的多源传感器联合定向算法

针对磁力计易受干扰和陀螺仪易漂移的问题,使用扩展卡尔曼滤波EKF(Extended Kalman Filter)融合多源传感器进行定向。利用基于四元数的EKF,在当地磁场和重力加速度的基础上融合加速度计、陀螺仪和磁力计观测信息,并通过自适应算法构建过程噪声向量和观测噪声向量的协方差矩阵以解决载体运动和周围磁场干扰对重力和地磁场观测值的影响。实验结果表明,该算法可以有效地减弱陀螺仪漂移和磁场对定向的干扰,获得更加精确和稳定的航向角信息。     

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。