陀螺漂移信号的小波去噪及其误差模型的研究

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1、中文摘要随着惯性技术的发展，对陀螺仪精度的要求越来越高。陀螺漂移是影响陀螺精度的重要指标，因而对陀螺漂移进行滤波、建模的研究显得越来越重要。本文以小波及多小波去噪理论和时间序列分析法为依据，研究了陀螺漂移信号的小波滤波方法，并建立了陀螺漂移信号的时间序列模型和陀螺漂移动力学误差模型。经过对寻北仪陀螺信号的滤波及建模实验验证，本文的方法有效的提高了寻北仪的寻北精度。首先，本文在陀螺漂移信号小波基选取的基础上，系统地将bior双正交小波、冗余小波应用到陀螺仪信号处理中，与经典信号处理方法巴特沃思滤波结果进行了比较，得到了较好地去噪效果。针对恶劣环境下陀螺仪输出存在的脉

2、冲噪声，设计了小波域中值滤波器。在此基础上本文做了进一步研究，将多小波理论引入到陀螺信号去嗓中，分析并对比了陀螺漂移信号多小波去噪的优点与不足。其次，对陀螺漂移信号进行了系统全面的统计分析，将小波去除信号趋势项的特性应用到陀螺漂移信号误差建模中，采用平稳小波及多小波去除陀螺漂移的趋势项，建立了陀螺漂移信号的时间序列模型。在此基础上进一步对陀螺信号进行了增广自适应卡尔曼滤波，建立了陀螺漂移动力学误差模型。最后，在研究成果的基础上采用VisualC++6．0开发环境设计并实现了陀螺信号去噪可视化软件系统。该系统包括陀螺信号小波去噪与小波分析，陀螺漂移信号的时间序列建模

3、以及寻北仪寻北解算三大模块，具有良好的图形用户界面以及可视化滤波结果显示，为今后同类课题研究和实验提供了功能完善的软件平台。关键词：小波变换，冗余小波，多小波，陀螺漂移，寻北解算，时间序列模型，卡尔曼滤波器ABSTRACTWiththedevelopmentofinertiatechnology，therequiredprecisionofthegyroscopehasbeenmuchhigher．Gyrodriftisanimportanttargetthatcanaffecttheprecisionofgyroscope，SOtheresearchongyro

4、driftfilteringandmodelingismuchmoreimportant．Inthisthesis，onthebasisofwaveletandmulti—waveletde—noisingtheoryandtimeseriesanalyzingmethod，thewaveletde—noisingmethod，whichisappliedtothegyrodriftsignalprocessing，isstudied，andthetimeseriesmodelandthedynamicsmodelofthegyrodriftsignalarebu

5、ilt．Theexperimentresultsofthegyrosignalprovedthatthemethodsproposedinthispaperhaveacquiredinspiringresultsinimprovingtheprecisionofthenorth—findingsystem．Firstly，basedontheselectionofthewaveletbasesofgyrodriftsignal，bi-orthogonalwaveletandredundantwaveletareusedingyrosignalprocessings

6、ystematically．ComparedwiththeclassicButterworthfilter，theresultsofwaveletfilteringaremuchbetter．Asforthepulsenoiseingyrooutputsignalsthatarecollectedfrombadbackground，amedianfilterbasedonwaveletisdesigned．Basedonthese，furthermoreresearchispresentedinthispaper．Multi—wavelettheoryisintr

7、oducedingyrosignalde—noisinginthethesis，inwhichthevirtuesanddrawbacksaregiventhroughanalyzingandcomparingbetweentheabovemethodsandthemulti--waveletde．-noisingofgyrodriftsignal．Secondly，systematicandcomprehensivestatisticanalysisofthegyrodriftsignalispresentedinthepaper，inwhichtheappli

8、catio