基于旋转调制技术的高精度陀螺寻北仪.pdf

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1、第44卷第4期红外与激光工程2015年4月VO1．44No．4InfraredandLaserEngineeringApr．2015基于旋转调制技术的高精度陀螺寻北仪薛海建，郭晓松，周召发(第二炮兵工程大学兵器发射理论与技术国家重点学科实验室，陕西西安710025)摘要：陀螺动态寻北算法目前普遍采用动态测试结合数据拟合的方法，针对此方法处理动态测试数据存在去噪效果不强、数据存储运算量大的缺点，提出一种基于互相关函数消噪的快速动态寻北方案，推导了寻北原理公式。该方法先利用连续恒速的机械旋转将激光陀螺和加速度计的输出信号调制成一定频率的三角调幅波；然后，根据互相关函数同频相

2、关，不同频不相关的性质，取两路相同频率的基准信号分另-J计算与陀螺和加速度计输出信号的互相关函数，以消除惯性器件漂移和噪声对寻北精度的影响。仿真结果表明，新算法可实现全姿态下的高精度陀螺寻北，30S的方位角和姿态角误差小于0．O1。。寻北实验结果表明，该算法对惯性器件测量过程中的各类噪声有很好的抑制作用，5min寻北标准差达到32．7，基本满足高精度寻北的需求。关键词：寻北仪；旋转调制；激光陀螺；互相关函数中图分类号：U666．1文献标志码：A文章编号：1007—2276(2015)04—1323—06High-precisiongyronorthfinderbased

3、onrotation-modulationtechnologyXueHaijian，GuoXiaosong，ZhouZhaofa(StateKeyDisciplineLaboratoryofArmamentLaunchTheoryandTechnology，TheSecondArtilleryEngineeringUniversity，Xial710025，China)Abstract：DynamictestdatafittingmethodwaswidelyusedinGyrodynamicnorthalgorithmatpresent．Inthisstudy，rap

4、iddynamicnorthmethodbasedoncross—corelationfunctionwaspresentedtoovercomethesho~9omingsoftheweakdenosingeffectandlargeamountofdataindynamictestdatafittingmethodandtodeducefindnorthprincipleformula．Thismethodfirstlymodulatedtheoutputsignalofaringlasergyroandaccelerometertocreateacertainfr

5、equencytriangularamplitudemodulationwavebycontinuousconstantspeedrotation．Then．calculatedthecross—corelationfunctionoftwolineswiththesamefrequencyreferencesignalandtheoutputsignalofgyroandaccelerometerseparately，basedonthenatureofthecross—correlatiOnfunctionassociatedwiththefrequency。whi

6、chtoeliminatetheaccuracyeffectoffindnorthbyinertialdevicedriftandnoise．ThesimulationresultsshowthatthenewalgorithmCanrealizeall—attitudenorthfindinginhighprecisionandtheerrorofazimuthangleandattitudeangleislessthan0．O1。after30Sfindnorth．Theexperimentonthenorth-finderresultsindicatesthatt

7、hisalgorithmcaneffectivelyrestrainallkindsofnoiseinthemeasurementprocessofinertialdevices，and收稿日期：2014—08—11；修订日期：2014—09—03基金项目：国家自然科学基金(41174162)作者简介：薛海建(1986一)，男，博士生，主要从事定位定向与基准传递方面的研究。Email：xhaijian2012@126．tom导师简介：郭晓松(1957一)，男，教授，博士生导师，主要从事定位定向技术、光电瞄准技术等方面的研究。Emml：gx