單軸旋轉(zhuǎn)式光纖慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差調(diào)制技術(shù)及試驗研究.pdf

1、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)利用慣性敏感元件（包括陀螺儀和加速度計）來測量載體相對慣性空間的角運動和線運動，再經(jīng)過積分等運算可實時得到載體的姿態(tài)、速度、位置等信息。慣性技術(shù)不僅可以建立載體的運動基準(zhǔn)坐標(biāo)系，還可以精確的測量運載體的各類運動參數(shù)（信息全面性），同時具有完全自主、高度隱蔽、信息實時與連續(xù)（數(shù)據(jù)頻率高）、不受時間與地域的限制等重要特性，使其在軍事應(yīng)用領(lǐng)域一直備受關(guān)注。旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)屬于系統(tǒng)誤差補償?shù)姆懂?，利用轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)周期性轉(zhuǎn)動，使慣性敏感元件誤

2、差調(diào)制成周期性振蕩的形式，使其在一個旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)相互抵消，從而達(dá)到誤差抑制的目的，可顯著提高使用精度。本文以自主研發(fā)的單軸旋轉(zhuǎn)式光纖慣導(dǎo)系統(tǒng)為背景，從理論和工程實現(xiàn)兩個方面對旋轉(zhuǎn)誤差調(diào)制技術(shù)進(jìn)行研究。重點分析單軸旋轉(zhuǎn)式光纖慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差源對調(diào)制效果的影響，為進(jìn)一步提高慣導(dǎo)系統(tǒng)的精度提供理論支持。利用單軸旋轉(zhuǎn)式光纖慣導(dǎo)系統(tǒng)原理樣機(jī)進(jìn)行全面測試，并進(jìn)行了試驗分析。
　　論文主要工作如下：
　　首先了介紹旋轉(zhuǎn)式慣導(dǎo)系統(tǒng)的常用坐標(biāo)系及

3、坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，推導(dǎo)了旋轉(zhuǎn)式慣導(dǎo)系統(tǒng)的基本方程以及誤差傳播方程。
　　其次，給出了旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)的基本原理，并提出了單軸四位置轉(zhuǎn)停方案，分析了靜基座下慣性敏感元件誤差的調(diào)制效果。由于載體的姿態(tài)運動是復(fù)雜的空間角運動和線運動的復(fù)合，同時分析了動基座下載體線運動和角運動對調(diào)制效果的影響，并且進(jìn)行了仿真驗證。
　　從頻域的角度對系統(tǒng)的誤差方程進(jìn)行分析，針對轉(zhuǎn)動角速率、轉(zhuǎn)動角加速度和轉(zhuǎn)停時間進(jìn)行了轉(zhuǎn)位參數(shù)設(shè)計。在實際系統(tǒng)中，還存

4、在尺寸效應(yīng)、鋸齒波速度誤差、測角機(jī)構(gòu)誤差等一些誤差因素，對這些誤差源和誤差效應(yīng)對調(diào)制效果的影響進(jìn)行了分析和補償，并針對數(shù)據(jù)不同步和輸出延時的問題展開研究，實現(xiàn)載體姿態(tài)角的實時輸出。
　　最后，利用實驗室自主研發(fā)的光纖陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng)以及單軸調(diào)制轉(zhuǎn)臺，完成可用于基本功能測試和應(yīng)用測試試驗的單軸旋轉(zhuǎn)式光纖慣導(dǎo)系統(tǒng)原理樣機(jī)。利用原理樣機(jī)進(jìn)行全面性能測試，包括靜態(tài)測試、實驗室轉(zhuǎn)臺試驗、車載試驗、松花江系泊導(dǎo)航試驗和航行導(dǎo)航試驗，并進(jìn)行了試驗分