文档介绍：重庆大学
硕士学位论文
捷联惯导系统中光纤陀螺零漂信号分析与处理的研究
姓名:熊林香
申请学位级别:硕士
专业:光学工程
指导教师:潘英俊
2010-04
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重庆大学硕士学位论文中文摘要
摘要
捷联惯性导航系统因其具有完全自主性和不受干扰的优势在军民领域尤其是
军用领域得到了广泛的应用。捷联惯性导航系统精度的高低是衡量一个国家军事
实力的重要标志之一。影响捷联惯性导航系统精度的因素很多,比如惯性敏感元
件(陀螺和加速度计)的测量精度、信号处理的精度和速度以及姿态解算的算法
等等。因此,在硬件实现和算法选择相同的条件下,惯性敏感元件(陀螺和加速
度计)的测量精度就变得尤为重要。零漂是衡量陀螺仪性能的一个重要指标。目
前,针对零漂的处理方式大多是对其进行建模,然后根据模型进行补偿,但是陀
螺的漂移往往是弱非线性、非平稳、慢时变的,必须在线实时拟合模型、辨识参
数才能达到补偿效果,这在实时系统中难于实现。
针对目前捷联惯性导航系统高精度的需求,本文基于目前广泛使用的惯性敏
感元件光纤陀螺,在其零漂信号的分析与处理方面开展了如下的研究工作:
①对实验室的某型号光纤陀螺进行了测试,得到其零漂信号。采用 Allan 方
差对光纤陀螺实测零漂信号进行分析,得到各噪声系数,再根据各噪声的形成机
理找到光纤陀螺的噪声源,为提高光纤陀螺的精度提供参考价值。
②利用小波变换阈值滤波对光纤陀螺的零漂信号进行了直接滤波处理。研究
了小波变换阈值滤波在光纤陀螺零漂信号处理中小波基、阈值、阈值作用方式和
分解层数的选取原则,重点研究了小波基和阈值的选取。通过仿真试验得到了最
佳的滤波方案。
③利用 Allan 方差得到光纤陀螺零漂信号滤波处理前和不同阈值条件下采用
小波变换阈值滤波后各噪声系数的大小,定量地验证了滤波的效果。为光纤陀螺
和其他类陀螺的零漂信号的处理提供了参考价值,从而提高其工程实用能力。
关键词:捷联惯导系统,光纤陀螺, 零漂信号,Allan 方差,小波变换阈值滤波
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重庆大学硕士学位论文英文摘要
ABSTRACT
With full autonomy and uninterrupted advantages, strapdown inertial navigation
system is widely used in the area of military and civilian, especially in military area.
The accuracy of strapdown inertial navigation system is one of the important indicators
of a country’s military strength. There are many factors which affect the accuracy of
strapdown inertial navigation system, such as the measurement accuracy of inertial
sensor (gyroscope and accelerometer), signal processing speed and accuracy ,posture
solver algorithms. Therefore, under the same algorithm selection and hardware
conditions, it is the measurement accuracy of gyroscope and accelerometer that
es a very important factor. Drift is an important performance parameter of
gyroscope. However, now most method of processing drift is making the model, and
pensating it according to the model, which is difficult to achieve in real-time
system.
In this thesis, some work on the analysis and processing of the fiber optical
gyroscope (FOG)’s drift signal have be