基于旋转调制的高精度激光陀螺寻北仪误差建模与补偿方法研究

高精度寻北仪技术研究对于发展我国陆用武器装备具有重要意义。随着激光陀螺生产技术的日渐成熟，采用激光陀螺研制高精度寻北仪成为可能。理论上，速率偏频激光陀螺寻北仪可消除抖动偏频激光陀螺频繁过锁区所产生的随机游走误差的影响，大幅度提高寻北精度。《基于旋转调制的高精度激光陀螺寻北仪误差建模与补偿方法研究》针对速率偏频激光陀螺寻北仪系统，对其误差传播特性、误差建模与补偿方法和寻北算法等进行了深入探讨，提出了基于单方向连续旋转的旋转调制式速率偏频激光陀螺寻北仪实现方案，避免了转动机构旋转换向引入的动态误差。针对单陀螺、三陀螺、双陀螺三种不同配置的速率偏频激光陀螺寻北仪方案，研究了激光陀螺测量误差、加速度计测量误差、转台测量误差和安装误差等误差因素对寻北误差的影响；通过对寻北仪主要器件测量误差特性的研究和分析，指出了寻北算法需要解决的主要问题。针对单陀螺速率偏频激光陀螺寻北仪，从激光陀螺测量误差、转台测角误差和转台台面倾斜等方面对寻北算法进行了系统的研究和分析，提出了基于低通滤波与旋转调制相位测量的寻北算法。基于速率偏频激光陀螺测量误差特性，建立了等效标度因数误差模型及其补偿方法；针对转台测角误差，分析了测角周期性误差和随机误差对寻北精度的影响；针对寻北仪实际工作时的转台台面倾斜情况，对台面倾斜引起的寻北误差进行了研究，得到了寻北误差与寻北仪姿态角的定量关系表达式。通过寻北误差方程揭示出各误差因素在寻北误差中的传播特性，提出了误差分配方法，对不同精度寻北仪需求的器件选择具有一定的指导意义。通过单位置寻北和多位置寻北实验，对寻北算法和误差分析的结论进行了实验验证。目录