陀螺經(jīng)緯儀數(shù)字化及自動化關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、由于定向精度高、不受氣候條件限制、在任何時間和地點都可以全天候自主尋北測量,陀螺經(jīng)緯儀成為工程測量及軍事領(lǐng)域中用以定向和確定方位的主要儀器之一。傳統(tǒng)陀螺經(jīng)緯儀尋北時大多采用人工測量,自動化程度低,已無法滿足現(xiàn)代應(yīng)用的需求。新式全自動陀螺經(jīng)緯儀被發(fā)達(dá)國家所壟斷,為了實現(xiàn)全自動陀螺經(jīng)緯儀的國產(chǎn)化,利用最新科學(xué)技術(shù)方法,結(jié)合現(xiàn)代傳感技術(shù)、現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)及自動控制技術(shù),以現(xiàn)有JT-15型陀螺經(jīng)緯儀為樣機,探索實現(xiàn)陀螺經(jīng)緯儀數(shù)字化及全自動化

2、的關(guān)鍵技術(shù),為最終實現(xiàn)全自動陀螺經(jīng)緯儀打下基礎(chǔ)。 設(shè)計了陀螺儀數(shù)字化測量系統(tǒng),實現(xiàn)了光標(biāo)采集與尋北測量的數(shù)字化及自動化,為尋北算法的研究搭建了便利平臺:設(shè)計了陀螺儀自動粗尋北系統(tǒng),利用模糊控制算法控制實現(xiàn)了陀螺儀粗尋北的自動化;基于數(shù)字化測量系統(tǒng),研究了實時中天法及積分法尋北算法;提出磁傳感器與陀螺粗、精尋北相結(jié)合的全自動尋北方案;完成一套全自動尋北儀實驗裝置,驗證了方案的可行性和合理性。 構(gòu)建陀螺經(jīng)緯儀運動數(shù)字信號的數(shù)

3、據(jù)采集和處理的軟硬件系統(tǒng)。CCD采集陀螺儀光標(biāo)信號,信號經(jīng)過放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換后由DSP處理器進行處理和尋北計算,實現(xiàn)了陀螺經(jīng)緯儀數(shù)字化。 設(shè)計了轉(zhuǎn)臺系統(tǒng),通過減速機構(gòu),實現(xiàn)轉(zhuǎn)動速度的細(xì)分。由DSP處理器、步進電機驅(qū)動器、步進電機、電子羅盤形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。以電子羅盤輸出陀螺經(jīng)緯儀照準(zhǔn)部與真北方向的偏角作為反饋信號,DSP處理器進行解算,并利用模糊控制算法控制步進電機的運動,逐步逼近,實現(xiàn)粗尋北自動化。此項技術(shù)已申請發(fā)明專利,并

4、進入了實質(zhì)審查階段,專利申請?zhí)枮?00610014751.4。 基于陀螺經(jīng)緯儀運動的近似正弦曲線,在分析陀螺儀定向傳統(tǒng)中天法的基礎(chǔ)上,提出光標(biāo)在任何位置處即可開始進行尋北測量的實時中天法,該方法在保證精度的同時提高了尋北速度。利用CCD信號采集系統(tǒng),實現(xiàn)對陀螺儀運動整個過程進行記錄。根據(jù)所記錄的運動曲線,推導(dǎo)積分法的基本原理和公式,完成積分法尋北算法的研究及其在數(shù)字化DSP尋北系統(tǒng)中實現(xiàn)和應(yīng)用。 陀螺儀數(shù)字化測量子系統(tǒng)、

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