光纤陀螺标度因数的精确标定与补偿

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1、Vol.33,No.12火力与指挥控制第33卷第12期December,2008FireControlandCommandControl2008年12月文章编号:100220640(2008)12200562033光纤陀螺标度因数的精确标定与补偿121王龙,潘景余,王旭(11空军工程大学工程学院,陕西西安710038,21西北工业大学经济研究中心,陕西西安710072)摘要:根据光纤陀螺信号静态漂移的数学模型,提出了一种迭代标定方法,可以精确地补偿光纤陀螺的标度因数和安装偏角误差。考虑光纤陀螺标度因数与温度的非线性关系,采用了BP神经网络进行温度补

2、偿,取得了理想的效果。关键词:光纤陀螺,标定,温度补偿,神经网络中图分类号:V241文献标识码:APreciseCalibrationandTemperatureCompensationMethodinScaleFactorofFOG121WANGLong,PANJing2yu,WANGXu(11TheEngineeringInstitute,AirForceEngineeringUniversity,Xi'an710038,China,21EconomicResearchCenterofNorthwesternPolytechnicalUnive

3、rsity,Xi'an710072,China)Abstract:Accordingtothemathematicalmodeloffiberopticgyro(FOG),astep2by2stepmethodispresentedtocalibratethescalefactorandtheinstallationerrors.Consideringthenon2linearrelationbetweenthescalefactorandthetemperature,theBPneuralnetworkisusedandtheresultofth

4、istemperaturecompensationmethodisverygood.Keywords:fiberopticgyro,calibration,temperaturecompensation,neuralnetwork螺普遍存在着随机漂移大、标度因数和安装偏角难引言以精确标定的缺点,制约着导航精度的进一步提高。光纤陀螺是基于Sagnac效应的新型全固态光本文在通常采用的开环方法基础上,提出了一种闭学陀螺,与传统的机械陀螺相比,它具有耐冲击、抗环的迭代标定方法,将标度因数和安装偏角的标定加速运动、寿命长、分辨率高、动态范围宽、启动时间放到

5、系统导航状态下进行,通过普通双轴手动转台极短等突出优点,已成为新一代捷联式惯性导航系就可以获得理想的精度。统中理想的惯性器件。1标度因数和安装偏角的标定惯导系统中,为了保证导航精度,对陀螺标度因数误差和安装误差角的要求是相当严格的。文献1.1光纤陀螺的输出模型[1]指出,若陀螺的标度因数误差为0.001,在静基座惯性测量组件由3只光纤陀螺和3只石英挠性上将产生约0.01°öh的等效陀螺漂移;若陀螺仪有1加速度计组成,按东北天直角坐标系安装。加速度计角分的安装偏角,则在静基座上将会产生约输出稳定,随机误差小,采用十二位置法就可精确标0.004°öh的

6、等效漂移。目前,国产的中低精度光纤陀定标度因数和安装偏角。加速度计标定的具体方法可参考文献[2]。2由于光纤陀螺没有与g和g相关的误差项,在收稿日期:2007210215修回日期:2007212215考虑到了标度因数误差,安装误差和零偏误差的情3基金项目:武器装备预研基金资助项目(51409020104JB3203)况下,光纤陀螺组合的输出模型可以描述为:作者简介:王龙(19782),男,江西樟树人,博士研究生,主要研究方向为导航系统的误差分析和融合算法。王龙,等:光纤陀螺标度因数的精确标定与补偿(总第33-1751)·57·kx·Ngx=Xx+D

7、Hyx·Xy+DHzx·Xz+Ex0冲数N′gx,N′gy,N′gz。这样做是考虑光纤陀螺的零偏ky·Ngy=Xy+DHxy·Xx+DHzy·Xz+Ey0(1)逐次稳定性较差,将零偏误差值放到对准过程中拟kz·Ngz=Xz+DHxz·Xx+DHyz·Xy+Ez0合要比预先标定来得准确。其中kx,ky,kz为陀螺的标度因数;Ngx,Ngy,Ngz为陀系统进入导航状态后,监控口每10s可以输出螺输出的脉冲数;wx,wy,wz为X、Y、Z轴输入的角时间T、补偿后的10s平均脉冲数,N′gx,N′gy,N′gz以xy及每10s最后一次解算得到的航姿角。尽量

8、快地将速度,其中包含了地球自转角速率的分量wie,wie,z转台沿Z轴转过精确的360°(一般数显双轴转台的wie;DHi