干涉型光纖陀螺測試及其隨機(jī)誤差補(bǔ)償方法研究.pdf

1、作為一種新型的全固態(tài)慣性儀表,光纖陀螺因具有諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中。因?yàn)檩敵鲂盘栔泻卸喾N噪聲,為更好的了解光纖陀螺的輸出特性和誤差特性,需要對光纖陀螺進(jìn)行動(dòng)態(tài)和隨機(jī)仿真研究。為了提高光纖陀螺的使用精度,對輸出信號中包含的隨機(jī)誤差的補(bǔ)償方法進(jìn)行了研究,在隨機(jī)仿真的基礎(chǔ)上研究并實(shí)現(xiàn)了光纖陀螺隨機(jī)誤差的小波濾波方法。 本文首先介紹了基于Sagnac效應(yīng)的閉環(huán)干涉型光纖陀螺(IFOG)的原理、結(jié)構(gòu)和性能指標(biāo)。分析了光纖

2、陀螺的噪聲因素,外部環(huán)境如溫度、振動(dòng)、電磁等的變化是增加光纖陀螺輸出信號隨機(jī)噪聲的主要因素,因此為了提高光纖陀螺的使用精度需要對光纖陀螺進(jìn)行測試、建模、性能指標(biāo)計(jì)算、信號濾波等工作。目前公認(rèn)的測試標(biāo)準(zhǔn)有IEEE97和GJB2004兩種,兩者本質(zhì)上一樣,但在細(xì)節(jié)和性能評價(jià)上有所不同,使用不同的方法計(jì)算參數(shù)隨機(jī)游走,Allan方差法物理概念清晰,是性能評價(jià)的首選方法。光纖陀螺的模型包括物理模型、隨機(jī)模型、環(huán)境模型、擾動(dòng)模型。IFOG的物理模

3、型可以簡化為線性模型,仿真表明系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差為零,系統(tǒng)是穩(wěn)定的。IFOG典型的隨機(jī)噪聲有角度隨機(jī)游走噪聲、偏值不穩(wěn)定性噪聲等,用高斯白噪聲仿真角度隨機(jī)游走噪聲,用1/f噪聲仿真偏置不穩(wěn)定性噪聲,用白噪聲的積分來近似速率隨機(jī)游走噪聲,并使用matlab工具實(shí)現(xiàn)。本文對IFOG隨機(jī)誤差的補(bǔ)償方法進(jìn)行了探索,首先用數(shù)字低通濾波器濾除輸出信號中包含的高頻噪聲,對含噪信號進(jìn)行去噪處理是小波分析的一項(xiàng)重要內(nèi)容,采用小波軟閾值濾波原理抑制信號噪聲,給出