【摘要】：光纖陀螺在捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛,其作為導(dǎo)航系統(tǒng)中敏感運(yùn)動物體角運(yùn)動的敏感元件,它的精度直接決定了導(dǎo)航系統(tǒng)整體的導(dǎo)航精度。由于光纖陀螺的研究涉及軍事與國防,各國該方向的研究持保密態(tài)度,國內(nèi)對高精度的光纖陀螺的研發(fā)還稍顯落后。因此,在現(xiàn)有有限的陀螺精度下,可以通過信號處理的方法,在光纖陀螺的輸出信號進(jìn)入導(dǎo)航計(jì)算機(jī)進(jìn)行解算之前,對其進(jìn)行濾波處理,提高捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的精度。本文以干涉式光纖陀螺儀為研究對象,介紹了光纖陀螺和捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的原理,對光纖陀螺中存在的誤差源進(jìn)行分析仿真,并建立Allan方差模型,通過Allan方差法對光纖陀螺隨機(jī)誤差特性進(jìn)行評價。首先使用了基于卡爾曼濾波器的濾波方法對光纖陀螺實(shí)際靜態(tài)輸出信號進(jìn)行濾波。對原始信號建立自回歸滑動平均模型,在模型的基礎(chǔ)上使用卡爾曼濾波器進(jìn)行濾波。隨后改用小波軟閾值濾波法,選擇合適的小波基函數(shù)、分解尺度和閾值,對光纖陀螺原始信號進(jìn)行濾波。依據(jù)Allan方差法對兩種濾波方法進(jìn)行評估,結(jié)果表明,小波軟閾值濾波法對高頻誤差的濾除要優(yōu)于卡爾曼濾波法,但是卡爾曼濾波在中低頻誤差的濾波效果也不容忽視。本文介紹了經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD)濾波法,并對其進(jìn)行改進(jìn)。由于EMD分解方法存在端點(diǎn)效應(yīng),無法正確判斷左右兩個端點(diǎn)是否為信號的極大極小值,對信號的后續(xù)處理就會存在誤差。本文采用了對稱延拓法對端點(diǎn)效應(yīng)進(jìn)行處理,并對處理后的信號進(jìn)行EMD分解,正交指數(shù)遠(yuǎn)小于給定值,端點(diǎn)效應(yīng)得到了有效解決。同時,改進(jìn)了EMD閾值濾波的閾值選取方法,根據(jù)噪聲能量在不同IMF分量中的分布找出其對應(yīng)的閾值,將每兩個過零點(diǎn)之間的極值點(diǎn)與閾值作比較,根據(jù)比較的結(jié)果對兩過零點(diǎn)之間所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。對各濾波方法的濾波效果進(jìn)行評估之后,說明了改進(jìn)的EMD分解濾波法綜合了卡爾曼濾波法與小波濾波法的優(yōu)點(diǎn),不論相關(guān)時間的長短,濾波后數(shù)據(jù)的Allan方差和擬合的誤差系數(shù)都顯著減小,對幾種隨機(jī)誤差都有很好的濾波效果。
【圖文】：

析它的靜態(tài)輸出信號，研究提高輸出精度的方法。通過對的方法對其進(jìn)行濾波，達(dá)到降低 FOG 隨機(jī)誤差的目的。螺國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀光纖陀螺國外發(fā)展現(xiàn)狀國科學(xué)家 Sagnac 發(fā)現(xiàn)了 Sagnac 效應(yīng)，研制出可旋轉(zhuǎn)涉儀，結(jié)構(gòu)如圖 1.1 所示，奠定了 FOG 的理論基礎(chǔ)[7]。University 的 Vali、Shorthill 研制出了第一臺 FOG 樣機(jī)，F(xiàn)O的進(jìn)行，研究重點(diǎn)從一開始的分立器件轉(zhuǎn)移到集成光學(xué)器研究者們發(fā)現(xiàn)了分立元件們都會對光束產(chǎn)生部分反射，而要障礙之一。伴隨著光纖制造技術(shù)的發(fā)展和半導(dǎo)體激光器FOG 的研究取得了飛速發(fā)展。40 多年來，高精度 FOG 的已經(jīng)能夠?qū)⒌途鹊?FOG 廣泛應(yīng)用在工程中，中高精度。表 1.1 給出了不同級別的 FOG 的性能[9]。

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文.3 Northrop Grumman 公司部分慣性產(chǎn)品中光纖陀螺的性能號 隨機(jī)游走( / h) 偏置穩(wěn)定性( / h)標(biāo) 0.01 0.1 0.02 0.5 0.07 1
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN96

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 曾慶化;黃磊;劉建業(yè);陳磊江;顧姍姍;;基于ARMA模型的光纖陀螺隨機(jī)噪聲濾波方法[J];中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào);2015年01期

2 李化;程昌奎;陳嬌;干建偉;胡琳;李馨博;;基于EMD的GIS典型局部放電超高頻信號的分形特征提取方法[J];高壓電器;2014年06期

3 李舜酩;郭海東;李殿榮;;振動信號處理方法綜述[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2013年08期

4 夏權(quán);馬敏勁;李艷;張永澤;;黃河上中游降水正態(tài)性與穩(wěn)定性分析[J];資源科學(xué);2013年07期

5 方榮華;;基于ARMA時間序列理論的建模及應(yīng)用[J];科技資訊;2012年19期

6 扈宏杰;王元哲;;機(jī)載光電平臺的復(fù)合補(bǔ)償控制方法[J];光學(xué)精密工程;2012年06期

7 張榮輝;賈宏光;陳濤;張躍;;基于四元數(shù)法的捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的姿態(tài)解算[J];光學(xué)精密工程;2008年10期

8 徐琨;賀昱曜;閆茂德;;全球定位系統(tǒng)動態(tài)定位誤差分析與建模[J];西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2008年04期

9 李穎;陳興林;宋申民;;光纖陀螺漂移誤差動態(tài)Allan方差分析[J];光電子.激光;2008年02期

10 周海波,劉建業(yè),賴際舟,李榮冰;光纖陀螺儀的發(fā)展現(xiàn)狀[J];傳感器技術(shù);2005年06期

，

本文編號：2661264