速率偏频激光陀螺寻北仪中转台测角周期性误差的影响分析

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1、第３３卷第１期国防科技大学学报Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．１２０１１年２月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＡＴＩＯＮＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＤＥＦＥＮＳＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＦｅｂ．２０１１文章编号：１００１－２４８６（２０１１）０１－０１０５－０４速率偏频激光陀螺寻北仪中转台测角周期性误差的影响分析张岩，吴文启，江明明（国防科技大学机电工程与自动化学院，湖南长沙４１００７３）摘要：连续旋转式寻北仪以其突出的性能成为当前寻北仪研究的热点，但关于转台误差对连续旋转寻北算法精度影响的分析很少。针对速率偏频激光陀螺寻北仪，研究了转台测角周期性误差对寻北结果的影响

2、。理论分析表明，测角周期性误差的存在会导致寻北结果偏离真实值，必须对其进行建模和补偿以提高寻北精度。对理论分析结果进行了仿真实验和样机寻北实验验证。关键词：速率偏频激光陀螺；寻北仪；转台测角周期性误差中图分类号：Ｕ６６６１文献标识码：ＡＳｔｕｄｙｏｎＮｏｒｔｈｆｉｎｄｉｎｇＤｅｖｉａｔｉｏｎＣａｕｓｅｄｂｙｔｈｅＴｕｒｎｔａｂｌｅ’ｓＰｅｒｉｏｄｉｃＡｎｇｕｌａｒＰｏｓｉｔｉｏｎＥｒｒｏｒｉｎａＲａｔｅＢｉａｓｅｄＲＬＧＮｏｒｔｈｆｉｎｄｅｒＺＨＡＮＧＹａｎ，ＷＵＷｅｎｑｉ，ＪＩＡＮＧＭｉｎｇｍｉｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａ

3、ｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖ．ｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ，ｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｒｏｔａｒｙｎｏｒｔｈｆｉｎｄｅｒｉｓｗｉｄｅｌｙｄｉｓｃｕｓｓｅｄｆｏｒｉｔｓｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｆｅｗｒｅｓｅａｒｃｈｅｓａｂｏｕｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｕｒｎｔａｂｌｅｅｒｒｏｒｏｎｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｒｏｔａｒｙｎｏｒｔｈｆｉｎｄｉｎｇａｌｇ

4、ｏｒｉｔｈｍｃａｎｂｅｆｏｕｎｄ．ＦｏｒｔｈｅｎｏｒｔｈｆｉｎｄｅｒｂａｓｅｄｏｎｒａｔｅｂｉａｓｅｄＲＬＧ（ｒｉｎｇｌａｓｅｒｇｙｒｏ），ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｕｒｎｔａｂｌｅ’ｓｐｅｒｉｏｄｉｃａｎｇｕｌａｒｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒｒｏｒｓｔｏｔｈｅｎｏｒｔｈｆｉｎｄｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｓｔｈａｔ，ｔｈｅｅｘｉｓｔｅｎｃｅｏｆｐｅｒｉｏｄｉｃａｎｇｕｌａｒｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒｒｏｒｓｍａｙｃａｕｓｅｕｎｅｘｐｅｃｔｅｄｅｒｒｏｒｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈｆｉｎｄｉｎ

5、ｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｅｓｅｅｒｒｏｒｓｍｕｓｔｂｅｍｏｄｅｌｅｄａｎｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄｆｏｒｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｎｏｒｔｈｆｉｎｄｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒａｔｅｂｉａｓｅｄＲＬＧ；ｎｏｒｔｈｆｉｎｄｅｒ；ｔｕｒｎｔａｂｌｅ’ｓｐｅｒｉｏｄｉｃａｎｇｌｅｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒｒｏｒ寻北仪是一种测量其基准边与地理真北方向旋转角速度，转

6、台的精度势必会对寻北精度产生之间夹角的仪器，可为其他设备提供方位和姿态一定的影响。对于二位置法和多位置法等传统寻等信息，被广泛应用于武器瞄准、导弹发射、隧道北算法，寻北仪在单轴转台的固定角位置处静止和矿井建设等国防和民用领域。采集数据，转台的角位置精度会对寻北结果有所寻北仪通常使用陀螺仪作为敏感地球自转角影响，其中两位置寻北仪由转位误差引起的寻北［８］速度的测量部件，其寻北精度主要取决于陀螺零误差约为转位误差的一半。偏稳定性和陀螺随机游走等陀螺精度指标。二位对于连续旋转寻北算法，由于单轴转台处于置法和多位置法等寻北算法，可有效消除陀螺常连续

7、旋转工作状态，其角位置精度和速率稳定性值零偏的影响，但算法对陀螺随机游走和零偏漂对寻北算法精度影响的分析目前还比较少。本文［１－２］移等误差抑制效果并不明显。为进一步提高主要分析转台测角周期性误差对寻北结果的影寻北仪精度，近年来采用连续旋转方法的激光陀响，根据寻北仪原理和转台测角周期性误差特性螺寻北仪和光纤陀螺寻北仪有了一定的研究进进行了公式推导和定量分析，通过仿真实验和样展，连续旋转式寻北仪可以将陀螺误差均匀调制机寻北实验证实了分析的正确性。在各个方向，通过对陀螺测量结果的解调可以使１寻北仪基本原理陀螺的测量噪声得到更好的抑制，从而有效提

8、高［３－７］寻北精度。本文对速率偏频激光陀螺寻北仪进行研究，通常使用单轴转台为寻北仪提供角度基准和通过单轴转台的连续转动使激光陀螺工作在速率收稿日期：２０１０－０７－２２基金项