光纤陀螺标度因数测试方法分析.pdf

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1、第３７卷第１０期仪器仪表学报Ｖｏｌ３７Ｎｏ１０２０１６年１０月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＯｃｔ．２０１６光纤陀螺标度因数测试方法分析１１２１李绪友，张春梅，洪勇，关博帆（１哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨１５０００１；２立得空间信息技术股份有限公司武汉４３００７４）摘要：标度因数是光纤陀螺参数测试中重要的测试之一，标度因数的测试精度在导航应用中具有重要意义。通过对角速率法和角增量法两种标度因数测试方法进行理论分析与比较得到，角速率法主要误差来源是安装误差、转台的速率精度等；而角增量法的误差来源则主要是转台的定位精度和转台倾斜等。通过

2、计算两种方法下标度因数的非线性度和不对称度大小来比较标度因数的测试准确度，然后再通过随机位置动态运动实验和导航实验来验证两种方法测得的标度因数精度，最终证明角增量法测得陀螺的标度因数精度优于角速率法测得的标度因数，且比角速率法高１个数量级。关键词：惯性导航系统；光纤陀螺；标度因数；转台；测量精度中图分类号：ＴＨ８９Ｕ６６６．１文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：４６０．４０２５ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆＦＯＧｓｃａｌｅｆａｃｔｏｒ１１２１ＬｉＸｕｙｏｕ，ＺｈａｎｇＣｈｕｎｍｅｉ，ＨｏｎｇＹｏｎｇ，ＧｕａｎＢｏｆａｎ（１．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＣｏｌｌｅｇｅ

3、，ＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｙｎａｐｔｉｃＳｐａｃｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｃａｌｅｆａｃｔｏｒｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｅｓｔｉｔｅｍｓｉｎｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｇｙｒｏｓｃｏｐｅｐａｒａｍｅｔｅｒｔｅｓｔ．Ｔｈｅｔｅｓｔｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｔｈｅｓｃａｌｅｆａｃｔｏｒｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｉｎｎａｖｉｇａｔｉｏｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｏｒｅｔｉ

4、ｃａｌｌｙａｎａｌｙｚｉｎｇａｎｄｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｓｃａｌｅｆａｃｔｏｒｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｓ，ｉ．ｅ．ｔｈｅａｎｇｕｌａｒｒａｔｅｍｅｔｈｏｄａｎｄａｎｇｕｌａｒｉｎｃｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ，ｉｔｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｔｈａｔｔｈｅｍａｉｎｅｒｒｏｒｓｏｕｒｃｅｓｏｆａｎｇｕｌａｒｒａｔｅｍｅｔｈｏｄａｒｅｔｈｅｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｅｒｒｏｒ，ｒａｔｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｔｕｒｎｔａｂｌｅａｎｄｅｔｃ．；ａｎｄｔｈｅｍａｉｎｅｒｒｏｒｓｏｕｒｃｅｓｏｆｔｈｅａｎｇｕｌａｒｉｎｃｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄａｒｅｍａｉｎｌｙｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｐ

5、ｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｔｉｌｔｏｆｔｈｅｔｕｒｎｔａｂｌｅａｎｄｅｔｃ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｒｏｕｇｈｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙａｎｄａｓｙｍｍｅｔｒｙｏｆｔｈｅｓｃａｌｅｆａｃｔｏｒｆｏｒｔｈｅｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｅｔｅｓｔａｃｃｕｒａｃｉｅｓｏｆｔｈｅｓｃａｌｅｆａｃｔｏｒａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅｒａｎｄｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｅｘｅｒｃｉｓｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｎａｖｉｇａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｔｅｓｔａｃｃｕｒａｃｉｅｓｏｆｔｈｅｓｃａｌｅｆａｃｔｏｒｆｏｒｔｈｅｔｗｏｍｅ

6、ｔｈｏｄｓ．Ｕｌｔｉｍａｔｅｌｙ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｇｙｒｏｓｃａｌｅｆａｃｔｏｒｗｉｔｈａｎｇｕｌａｒｉｎｃｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｔｈａｔｗｉｔｈａｎｇｕｌａｒｒａｔｅｍｅｔｈｏｄｂｙａｎｏｒｄｅｒｏｆｍａｇｎｉｔｕｄｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｅｒｔｉａｌｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ（ＩＮＳ）；ｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｇｙｒｏｓｃｏｐｅ（ＦＯＧ）；ｓｃａｌｅｆａｃｔｏｒ；ｔｕｒｎｔａｂｌｅ；ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙ角速率法利用最小二乘法对一系列输入角速率的对１引言应脉冲输

7、出进行拟合求出直线斜率进而得到标度因［６］数；而角增量法测标度因数是在某一角速率输入条件光纤陀螺作为新型全固态光学陀螺，以抗冲击、灵敏下，按预先设定好的增量角度和方向执行角增量的过程。度高、寿命长、动态范围大、启动时间短的优点，广泛应用然后利用输出脉冲数字总量与角增量的比值求得标度因［１３］于航空、航天、航海等领域的惯性导航系统中，并正向数。本文将对两种测标度因数的方法进行理论分析与比［４］着高精度方向不断发展。标度因数是光纤陀螺测试中较，并对两种测试方法下可能存在