光纤陀螺捷联惯导系统中的误差分析与补偿

随着高新技术的发展和现代军事思想的形成,战争模式发生了很大的变化, 远程打击,远程压制,精确命中已是武器发展的基本趋势,常规火箭弹的制导化 研制也势在必行。制导型火箭弹可以在提高射程的情况下进一步提高射击精度, 而低成本的光纤陀螺捷联惯导系统是实现以上性能的理想平台。 针对目前国内研制的光纤陀螺普遍存在噪声过大、精度不高、零偏稳定性差 等缺点,本论文希望通过一系列的分析、推导和实验验证,提出一套完整的误差 补偿方法,使光纤陀螺捷联惯导系统能够满足武器系统的精度要求。本论文的主 要研究内容如下: (1) 结合捷联式惯导系统的特点,分析了光纤陀螺的性能优点,基本原理和 国内外发展现状。 (2) 结合光纤陀螺捷联惯导系统的内部结构,深入分析了影响系统精度的主 要误差源,并结合系统特点增加了特殊结构来减小振动、磁干扰的影响。 (3) 研究了光纤陀螺噪声过大的原因,并分别采取了IIR滤波器和小波去噪 方法进行采样滤波,在充分比较两种方法的理论基础和算法实现的基础上,通过 实验数据肯定了小波方法在光纤陀螺噪声去除上的独特优势。 (4) 根据三轴陀螺组合的误差模型,提出了一种闭环多次迭代标定方法解决 了陀螺标度因数和安装偏角的精确标定问题,并编制了相应的标定解算软件。 (5) 采用最小二乘法实时补偿了温度对光纤陀螺零位的影响,通过BP神经 网络补偿了温度对陀螺标度因数的影响。 (6) 采用了九位置法对加速度计的零位、标度因数和安装偏角进行标定,并 编制了相应的标定解算软件。结合加速度计零位和标度因数的温度误差模型,采 用了相应的误差补偿算法。