基于光纤陀螺的捷联寻北仪误差分析_王丽芬

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1、第38卷第5期光电工程Vol.38,No.52011年5月Opto-ElectronicEngineeringMay,2011文章编号：1003-501X(2011)05-0046-06基于光纤陀螺的捷联寻北仪误差分析王丽芬，谢英，杨功流，王艳永(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191)摘要：光纤陀螺寻北仪的静态误差包括陀螺误差、倾斜角测量误差、安装误差、转位控制误差、物理量(纬度、地球重力加速度)误差等。分析各种误差对四位置寻北精度的影响机理，重点详细推导误差模型，并进行仿真验证。仿真结果表明：陀螺精度对寻北精度的影响最大；转位误差和

2、安装误差的影响大于倾斜角测量误差影响，纬度误差影响最小；同时，除安装误差外，其他误差对寻北精度影响的大小都随纬度的增高而增大。在对各种误差深入分析的基础上，指出提高寻北精度的可行性方案，为高精度光纤陀螺寻北仪的研制提供了理论基础。关键词：光纤陀螺；寻北仪；误差分析；寻北方案中图分类号：U666.1文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1003-501X.2011.05.009ErrorAnalysisoftheStrap-downNorth-finderBasedontheFiberOpticGyroscopeWANGLi-fen，XIEY

3、ing，YANGGong-liu，WANGYan-yong(SchoolofInstrumentationScienceandOpto-electronicsEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100191,China)Abstract:Thestaticerrorofthefiberopticgyroscopenorth-finderincludesthedriftofgyroscope,inclinemeasurementerror,mountingerro

4、r,positiontransformationerror,andphysicalquantityerroretc.Theimpactofthevariouserrorsontheaccuracyofthefour-positionnorth-finderwasanalyzed,andtheerrormodelwasderivedspecially,andthesimulationwascarriedoutbasedonthestudyabove.Simulationresultindicatesthatthemostimportantimpactfac

5、tistheprecisionofthegyroscope,andtheinfluenceofthepositiontransformationerrorandmountingerrorbotharebiggerthanthatoftheinclinemeasurementerror.Italsosuggeststhattheinfluenceofalltheerrorexceptthemountingerrorwillbecomeseriousifthelatitudegoeshigh.Intheend,theadvisableschemetoimpr

6、ovetheaccuracyofthefour-positionnorth-finderisputforward.Keywords:fiberopticgyroscope;north-finder;erroranalysis;schemeofthenorth-finder0引言光纤陀螺结构简单、价格低廉、启动时间短、检测灵敏度和分辨力高、动态范围宽，由于没有活动部件，仪器的耐冲击性能好、寿命长。基于以上优点，国内外各单位都很重视光纤陀螺寻北仪的研制。韩国海军研究院研制的光纤陀螺动态寻北仪，寻北精度为2.26′，寻北时间5min；中国航天时代电子公司研制的

7、光纤陀螺寻北仪，寻北精度为3′，寻北时间5min；另外，北京航空航天大学、国防科技大学、中科院长春光学精密机械与物理研究所以及吉林大学等单位也在研制光纤陀螺寻北仪，最高精度为1′。目前光纤陀螺寻北仪的精度远远不能满足实际需要，并且与高精度的寻北仪，如美国利尔宇航设备公司研制的吊丝陀螺寻北仪(MARCS)2″的寻北精度相比，还有很大的距离。收稿日期：2010-12-29；收到修改稿日期：2011-03-07作者简介：王丽芬(1982-)，女(汉族)，河北石家庄人。博士研究生，主要研究工作是惯性导航。E-mail:wanglifen_2009@139.com

8、。第38卷第5期王丽芬等：基于光纤陀螺的捷联寻北仪误差分析47寻北仪采用的寻北方