陀螺仪漂移的测试原理及方法.
陀螺仪测量角速度原理
陀螺仪测量角速度原理
陀螺仪测量角速度原理
1． 陀螺仪基本原理
陀螺仪是一种能够测量角速度（Angular velocity）的传感器，它是模拟质量配重陀螺的原理，以克服重力和摩擦力而持续旋转的设备，又叫作陀螺稳定剂（Gyro stabilizer）。
假设把一个质量配重陀螺放在水平的平台上，它会维持一定方向。
但是当它偏离水平平台时，就会以自身旋转的方向，使它的质量配重沿着陀螺轴旋转，该质量配重的旋转角速度就等于质量配重陀螺的角度变化速率。
2． 工作原理
现代的陀螺仪使用接近传感器的原理，例如电位差放大器，来测量角度变化速率的变化。
在一个陀螺仪的质量配重陀螺中，有一个电极（electrode），当陀螺轴旋转的时候，该电极沿着质量配重陀螺中心轴的方向旋转，这个旋转的电极会产生一个电位差（potential difference），这就是陀螺仪的输出信号。
3． 优点与缺点
优点：
1）可以测量微小的角度变化速率；
2）稳定性高；
3）可以测量更大的范围；
4）响应快速；
5）易于使用和安装；
6）产生少量噪声。
缺点：
1）价格较为昂贵；
2）有时会受到外部的干扰；
3）会受到温度变化的影响；
4）容易受到摩擦、磨损的影响； 5）可能会出现漂移。
干货｜详解陀螺仪工作原理
干货｜详解陀螺仪工作原理MEMS陀螺仪并不是最早应用在消费电子上的运动传感器，加速度传感器、电子罗盘早先一步进入了消费电子市场。
虽然以重力为参照的加速度传感器和以地磁为参照的电子罗盘可以在地球表面形成垂直和水平面的三维空间覆盖，但因为二者均以地球而并非物体本身为参照物，因此不能很好地模拟物体的整个运动过程。
此外，由于加速度传感器容易受到线性运动时产生的力的干扰、电子罗盘容易受到诸如金属及手机等其他磁场的干扰，其应用受到了很大的局限。
陀螺仪这个测量角速度的传感器不仅以物体本身作为参照物，而且具有很高的精度，因此可以对其他运动传感器做有益的补充，从而使得运动检测更加完备。
任天堂的Wii最初采用了三轴(X、Y、Z)加速度传感器，后来又增加了陀螺仪。
任天堂早就知道光有三轴加速度传感器是不够的。
只是当时市面上还没有消费电子级别的陀螺仪可以使用，直到Invensense 推出了第一款用于消费电子的MEMS陀螺仪。
这一情况也发生在了苹果CEO乔布斯的身上。
在2010年6月iPhone 4的发布会上，乔布斯亲自演示了陀螺仪带来的侦测出物体水平方向旋转的创新应用—这一应用是单独基于其他运动传感器无法实现的。
因此，通过了解陀螺仪的工作原理，我们可以切身体会到任天堂和苹果对陀螺仪曾经的企盼，而且也可以帮助国内的消费电子终端厂商巧妙地应用该器件以实现多样化的创新应用。
陀螺仪可以对加速度传感器和电子罗盘进行有益的补充。
当三轴陀螺仪加上三轴加速度传感器形成六轴的运动传感器之后，基本上可以检测到所有形式的运动，包括速度、方向、位移等参数。
物体的运动无外乎六种，X、Y、Z三个方向的位移和X、Y、Z三个方向的转动。
这六种运动方式组成了物体完整的运动轨迹。
如果在六轴运动传感器上加上电子罗盘，则在检测运动轨迹的同时还可以修正绝对位置，实现完美的物体运动轨迹跟踪。
因此，未来陀螺仪的进一步发展应用，是和加速度传感器及电子罗盘紧密联系的。
陀螺仪芯片漂移误差-概述说明以及解释
陀螺仪芯片漂移误差-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述陀螺仪芯片是一种常用的传感器，在许多电子设备和导航系统中被广泛应用。
它可以测量物体的角速度，并提供重要的姿态信息。
然而，由于各种因素的干扰和不完美的设计，陀螺仪芯片会存在漂移误差问题。
这种误差会导致陀螺仪芯片输出的姿态信息与实际姿态有一定的偏差，严重影响了其测量精度和可靠性。
本文将对陀螺仪芯片漂移误差进行深入研究，并探讨其对陀螺仪芯片性能的影响。
首先，我们将介绍陀螺仪芯片的工作原理，解释其如何测量角速度和提供姿态信息。
然后，我们将详细定义陀螺仪芯片漂移误差，并分析其产生原因和影响因素。
在正文的第二部分，我们将讨论影响陀螺仪芯片漂移误差的因素。
这些因素包括温度变化、机械振动、电磁干扰等，它们会扰乱陀螺仪芯片的精确测量。
我们将分析每个因素的影响程度和可能的解决方法，以期降低漂移误差并提高陀螺仪芯片的性能。
最后，在结论部分，我们将总结陀螺仪芯片漂移误差的影响和解决方法。
我们将指出陀螺仪芯片漂移误差对导航系统、无人机等应用领域的重要性，并提出一些可能的改进方向，以进一步减少漂移误差，提高其测量精度和可靠性。
通过对陀螺仪芯片漂移误差的深入研究和讨论，本文旨在增加人们对陀螺仪芯片性能的认识，并对相关领域的研究和实践工作提供有益的指导。
我们相信，通过更好地理解和解决陀螺仪芯片漂移误差问题，我们将能够推动相关技术的发展并取得更好的应用效果。
文章结构部分可以简要介绍整篇文章的组织结构和各个章节的主要内容。
具体内容如下：1.2 文章结构本文将主要围绕陀螺仪芯片漂移误差展开讨论，并按以下章节进行组织和阐述：2.1 陀螺仪芯片的工作原理本节将介绍陀螺仪芯片的基本工作原理，包括其内部构造和运作方式等。
通过对陀螺仪芯片工作原理的介绍，读者可以更好地理解漂移误差的产生机制和影响因素。
2.2 陀螺仪芯片漂移误差的定义在本节中，将详细介绍陀螺仪芯片漂移误差的概念和定义。
陀螺仪漂移及测试
KM I Bx /H
ωe cos cosK
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§6.4 陀螺测试的力矩反馈法
二 力矩反馈法法中陀螺相对地理坐标系的取向
陀螺相对地理坐标系的位置需借助转台
3．陀螺自转轴沿当地铅垂线方向
z x
ey ecoscosK
ly y
ωd
Mb
mgly H
KM IBx /H
陀螺漂移产生的原因是作用在陀螺上的干扰 力矩根据干扰力矩的性质及其变化规律，干扰力 矩可以分为两类：
• 确定性干扰力矩 有规律、可试验或计算确定，易于 补偿。
• 随机性干扰力矩 无规律性。引起陀螺的随机漂移， 只能用统计方法来估计其概率统计 特性。
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§6.2 影响陀螺漂移的主要因素
d ey p
精确定位定向，即陀螺输入轴与转台轴平行，并且要使 转台在地理坐标系中精确定向。 精确地测出转台的转速。
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§6.3 陀螺测试的伺服跟踪法
二 伺服跟踪法的测速方法
首先在一段时间间隔内，观测转台相对地球的转角，然后根 据地球自转角速度沿转台方向的分量通过计算求得在这段时 间内地球相对惯性空间的转角
ie ey T
得到在同一时间间隔内转台相对惯性空间的转角
ip ie p
用时间间隔相除，即得到陀螺的漂移角速度
d ip / T ey p
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§6.3 陀螺测试的伺服跟踪法
三 伺服跟踪法的转台轴的取向
1. 输入轴在水平面内沿东西方向
1. 摩擦力矩及其引起的漂移 2. 不平衡力矩及其引起的漂移 3. 非等弹性力矩及其引起的漂移
陀螺仪原理
陀螺仪原理
陀螺仪是一种利用陀螺效应来测量和维持方向的仪器。
它的原理基于物体的角
动量守恒定律，通过旋转的陀螺来感知方向的变化。
陀螺仪的原理在航空航天、导航系统、惯性导航等领域有着广泛的应用。
首先，我们来了解一下陀螺效应。
当一个陀螺体在外力作用下发生偏转时，它
会产生一个与偏转方向垂直的陀螺力，这就是陀螺效应。
这个效应是由于陀螺体旋转时角动量守恒的结果，使得陀螺体在偏转时保持一定的方向，这就是陀螺仪原理的基础。
其次，陀螺仪的工作原理是通过测量陀螺体的角速度来确定方向。
当外部力使
得陀螺体发生偏转时，陀螺仪会感知到这个偏转，并通过测量陀螺体的角速度来确定偏转的方向和大小。
这样就可以实现对方向的测量和维持，使得陀螺仪可以在航空航天、导航系统等领域发挥重要作用。
陀螺仪的原理还可以通过惯性导航系统来加以应用。
惯性导航系统是一种利用
陀螺仪和加速度计来测量和维持方向的导航系统。
通过测量陀螺仪和加速度计的数据，可以确定物体的位置和方向，从而实现导航和定位的功能。
总的来说，陀螺仪的原理是基于陀螺效应和角动量守恒定律，通过测量陀螺体
的角速度来确定方向。
它在航空航天、导航系统、惯性导航等领域有着广泛的应用，可以实现对方向的测量和维持，是一种非常重要的仪器和技术。
现代导航技术第八章(陀螺仪的测试、标定与补偿)
§8.1 陀螺仪误差测试的基本方法
2、陀螺仪误差测试的种类和方法 （2）速率传递试验 测试方法
在典型的测试中，速率转台的转动速率从零开始，逐级分成 一系列角速率值，同时记录每一级的数据。 旋转速度对于每一级设定的周期上保持常量，使得敏感器的 输出在记录前已处于稳定状态。 施加的角速率在最大和最小的期望值之间递增变化。
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§8.1 陀螺仪误差测试的基本方法
2、陀螺仪误差测试的种类和方法 （3）温度试验
如：全温范围 下的某型号光 纤陀螺标度因 数漂移特性
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§8.1 陀螺仪误差测试的基本方法
2、陀螺仪误差测试的种类和方法 （4）摇摆速率转台试验
此类试验的目的是确定陀螺仪及其相关电子控制电路对施加 于敏感器输入轴的振荡旋转的频率响应特性 测试设备与速率变换测试中所述的速率转台非常类似。 在该情况下，转台同样安装在合适的基座上以提供稳定性， 并施加各种预先设定频率的角运动。
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§8.1 陀螺仪误差测试的基本方法
2、陀螺仪误差测试的种类和方法 （7）冲击试验
试验的目的是测量陀螺仪对于施加的冲击 的响应，并确定该敏感器对于施加的极短 周期(一般为毫秒级)的加速度的恢复能力。 敏感器要安装到金属台上，并将该台从给 定的距离上落到一合适形状的铅块上。 在施加冲击过程中且同样在冲击后的一定 时间内记录输出信号。陀螺仪在冲击前后 漂移均值的对比能够表明该陀螺仪特性的 瞬态或永久性变化。
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§8.1 陀螺仪误差测试的基本方法
2、陀螺仪误差测试的种类和方法 （2）速率传递试验
输出角速率偏差（deg/s）
数据分析
与实际相比的输出偏差曲线
IFOG标度因数测试情况（10℃）
第6章-陀螺仪漂移及测试
陀螺仪的测试与标定
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§6.1 陀螺漂移的基本概念
一 自由陀螺的漂移 由于各种原因，在陀螺上往往作用有人们所不 希望的各种干扰力矩，在这些可能是很小的干扰力 矩的作用下，陀螺将产生进动，从而使角动量向量 慢慢偏离原来的方向，我们把这种现象称为陀螺的 漂移。把在干扰力矩作用下陀螺产生的进动角速度 称为陀螺的 陀螺漂移的数学模型
陀螺漂移的物理模型
ωd D0 D y a y Dz a z D yy a Dzz a
2 y 2 z
ax a ay az
Dxy a x a y D yz a y a z Dxz a x a z
一 伺服跟踪法的基本原理
双自由度陀螺的单轴转台测漂
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§6.3 陀螺测试的伺服跟踪法
二 伺服跟踪法的测速方法
d ey p
精确定位定向，即陀螺输入轴与转台轴平行，并且要使 转台在地理坐标系中精确定向。 精确地测出转台的转速。
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§6.3 陀螺测试的伺服跟踪法
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§6.5 陀螺漂移的数学模型
普遍采用的陀螺误差模型
ax a a y az
2 d D0 Dx a x D y a y Dz a z D yy a y Dzz a z2
Dxy a x a y D yz a y a z D xz a x a z (ip ) y
二 伺服跟踪法的测速方法
首先在一段时间间隔内，观测转台相对地球的转角，然后根 据地球自转角速度沿转台方向的分量通过计算求得在这段时 间内地球相对惯性空间的转角
陀螺仪原理
陀螺仪原理
陀螺仪原理是通过测量特定物体的角速度来确定其朝向和旋转状态的一种传感器设备。
它基于动态平衡的原理，利用物体自身的转动惯性来检测其在三个坐标轴上的旋转运动。
陀螺仪通常由一个旋转部分和一些传感器组成。
旋转部分通常是一个快速旋转的陀螺，或者是一个微小的振荡器。
当物体发生旋转时，由于其转动惯性的作用，陀螺或振荡器的旋转轴会发生微小的偏转。
传感器用于检测陀螺或振荡器旋转轴的偏转情况。
常用的传感器包括光学传感器、电容传感器和电磁传感器等。
这些传感器可以测量出陀螺或振荡器在三个坐标轴上的角位移和角速度。
通过对陀螺或振荡器旋转轴的角速度进行测量，陀螺仪可以确定物体的旋转角度和旋转方向。
同时，陀螺仪还可以通过积分计算来确定物体在时间上的旋转轨迹。
陀螺仪广泛应用于航空航天、导航、惯性导航、无人机、机器人等领域。
它们可以为这些设备提供精准的姿态信息，从而实现高精度的定位、导航和控制。
陀螺仪的原理和应用对现代科技的发展起到了重要作用。
陀螺漂移标定
陀螺漂移标定陀螺漂移标定是指通过对陀螺仪进行标定，以提高陀螺漂移的精度和稳定性。
陀螺漂移是指陀螺仪在运动中由于外界因素的干扰而产生的误差，这会影响到陀螺仪的精确测量。
陀螺漂移标定的过程中，首先需要确定标定所需的环境条件和设备。
通常情况下，标定需要在无风的室内环境中进行，以避免外界气流对陀螺仪的干扰。
同时，还需要使用稳定的支架或平台来固定陀螺仪，以确保标定过程中的稳定性。
在陀螺漂移标定的过程中，需要进行一系列的校准操作。
首先，需要对陀螺仪进行零偏校准，即将陀螺仪的输出误差归零。
这可以通过将陀螺仪放置在静止状态下，并记录输出的数据来实现。
然后，需要进行尺度因子校准，即确定陀螺仪的输出与真实值之间的比例关系。
这可以通过将陀螺仪放置在已知角度下，并记录输出的数据来实现。
除了以上的校准操作外，陀螺漂移标定还需要进行数据处理和误差分析。
在数据处理过程中，需要对采集到的数据进行滤波和平均处理，以降低噪声和提高精度。
在误差分析过程中，需要对标定结果进行统计分析，以评估标定的准确性和稳定性。
陀螺漂移标定的结果可以用于提高陀螺仪的测量精度和稳定性。
通过标定，可以减小陀螺漂移的影响，提高陀螺仪的输出精度。
这对于需要高精度测量的应用场景非常重要，例如惯导系统、飞行器导航系统等。
总结来说，陀螺漂移标定是通过对陀螺仪进行一系列校准操作和数据处理，以提高陀螺漂移的精度和稳定性。
标定的结果可以用于提高陀螺仪的测量精度，对于需要高精度测量的应用场景具有重要意义。
在进行陀螺漂移标定时，需要注意环境条件和设备的选择，以及校准操作和数据处理的准确性和稳定性。
通过合理的标定过程，可以提高陀螺漂移标定的准确性和稳定性，从而提高陀螺仪的测量精度。
陀螺仪工作原理1
速n为
n 60N zt
式中，z为旋转体每转一转传感器发出旳电脉冲信 号数；t为采样时间(s)。
时基电路旳功能是提供时间基准(又称为时标)， 它由晶体振荡器和分频器电路构成。振荡器输出 旳原则频率信号经放大整形和分频后，产生出以 脉冲宽度形式表达旳时间基准，
两根弹簧应调整得使主轴在起始位置时，弹 簧作用于框架上旳力矩为零。X轴称为输出 轴，因为具有角速度旳壳体将引起框架绕X 轴转动。
当转子高速旋转时，壳体以角速度 绕Y轴 转动。根据二自由度陀螺特征，将产生陀螺 力矩Mg，使H以最短途径向 运动，从而将 使转子轴昂首向上转动，主轴将偏离起始位 置Z0轴。当框架绕X轴转动时，弹簧将产生 弹性力矩My对抗陀螺力矩Mg。只有在陀螺 力矩和弹性力矩以及框架转动而引起旳摩擦 力矩Mf相平衡时，框架停止转动。这时框 架运动旳角 就反应了壳体Y轴转动旳角速 度 。
光束切断法检测速度适合于定尺寸材料旳速度 检测。这是一种非接触式测量，测量精度较高。 图2所示它是由两个固定距离为L旳检测器实现速 度检测旳。检测器由光源和光接受元件构成。被测 物体以速度v行进时，它旳前端在经过第一种检测 器旳时刻，因为物体遮断光线而产生输出信号，由 这信号驱动脉冲计数器，计数器计数至物体到达第 二个检测器时刻．检测器发出停止脉冲计数。由检 测器间距L和计数脉冲旳周期T、个数N，可求出物 体旳行进速度。
v(cosθ1 +cosθ2) λi
其中 :
1为物体至光源方向与物体运动方向间的夹角;
2为物体至观察者方向与物体运动方向间的夹角
后向散射型多普勒测速原理
从入射光束方向看，后向散射是指接受散射光束 旳光电检测器位于被测物体背面，即与光源在 同一侧。激光器S发出光束垂直人射到运动体， 并在P点散射，散射光由光电检测器R接受。根 据多普勒效应检测多普勒频移，假如人射光与 散射光旳夹角为，则多普勒频移为：
GYROMAT3000陀螺仪工作原理及其检测方法
１ ３ ２
・ 北 京测 绘 ・
２ Ｏ ｌ ４ 年 第 ４期
பைடு நூலகம்
表 １ Ｇ ＹＲＯＭＡＴ ３ ０ ０ ０陀 螺 仪 三 种 执 行 测 量 模 式
２ 检 校 方法
为 了确保 陀螺 仪 能够 提供 精 确 的数 据 ， 客 观 地评 价 陀螺 仪 的各 项 指标 参 数 ， 研 究 和探 索 出一 套科 学 、 合理 、 准确 、 有 效 的 校 准 和 检定 方 法 是 卜
解 陀螺 仪 的 工 作 原 理 、 掌握其 操作方法 ， 规 范 陀
螺 全站 仪 的检 校方 法 、 为 其 赋 予 准 确 的测 量 精 度 和仪器 常数 ， 保证 陀螺 仪 定 向量 值溯 源 的准 确 传 递 显得 越 来 越 重 要 。陕 西 测 绘 仪 器 计 量 监 督 检 定 中心 作 为西北 地 区 规模 最 大 ， 技术 实力 雄 厚 的 测 绘仪 器计 量检 定机 构 ， 于２ ０ １ ０年在 陕 西省 泾 阳
［ 摘 要 ］ Ｇ ＹＲ ０ＭＡＴ ３ Ｏ ０ Ｏ陀螺 仪 为德 国 Ｄ ＭＴ 公 司 生 产 ， 是 目前 自动 化 程 度 和 精 度 最 高 的 电 子 陀 螺
仪， 它 可 以给 出与地 球 磁 场 无 关 的 十 分 精 确 的 测 量 结 果 。文 中 主 要 讲 述 ＧＹ Ｒ０ ＭＡ Ｔ３ 。 ０ Ｏ陀 螺 仪 的 技 术 指 标、 工作 原 理 、 应 用 以及 检 测 方 法 。
１ ） 。陀螺启 动后 无 需 人 工 操作 自动 寻北 ， 显 示 陀
屏； ３ 一控制面板 ； ４ 一充 电连接 口； ５ 一全站 （ 经纬 ） 仪／ 陀 螺 仪 数 据 接 口； ６ 一调 平 螺 旋 ； ７ 一三 角 支 架 ； ８ 一 陀 螺 敏 感 部
现代导航技术第九章(陀螺仪随机漂移的分析与处理)
2、平稳随机过程的数学建模方法-时间序列分析法
平稳随机时间序列线性模型的结构形式 （2）滑动平均模型-MA模型 滑动平均模型用MA（q）表示，q代表模型的阶数。该模型把 任一时刻的观测值表示成过去q个时刻的 白噪声的加权叠加：
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§9.2 陀螺随机漂移数据的统计检验和数学建模
2、平稳随机过程的数学建模方法-时间序列分析法
1
现代导航测试技术
第九章 陀螺仪随机漂移的分析与处理
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第九章 陀螺仪随机漂移的分析与处理
§9.1 描述陀螺仪随机漂移的特征函数 §9.2 陀螺随机漂移数据的统计检验和 数学建模
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§9.1 描述陀螺仪随机漂移的特征函数
1、概述
陀螺漂移率包含系统性的和随机性的两种分量。 对于系统性的漂移，如线运动和角运动条件下的漂移率， 只要建立的数学模型足够精确，通过漂移补偿计算，便可 消除系统性漂移率对惯导系统的影响。 随机性的漂移率，由于其随时间变化的随机特性，因而在 惯导系统中不能用简单的方法补偿。
1、概述
陀螺漂移随机过程可以用下列统计函数来描述： 概率分布函数或概率密度函数；提供随机过程各种取值的概率特 性，可以给陀螺随机漂移以完整的描述。 均值函数和方差函数；提供随机过程幅值方面的基本信息，从幅 域来描述陀螺随机漂移的统计特性。 自相关函数和自协方差函数；反映随机过程两个不同时刻之间的 相关程度，从时域来描述陀螺随机漂移统计特性。 自功率谱密度函数；反映随机过程的平均功率按频率分布的密 度，从频域来描述陀螺随机漂移统计特性。
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§9.1 描述陀螺仪随机漂移的特征函数
1、概述
陀螺随机漂移是一个随机变 量，而这个随机变量是时间 的函数，因而是个随机过程。 在陀螺漂移测试中，每进行 一次实验，得到1条试验曲 线，即得到一个1个样本函 数，它表明陀螺漂移在这一 次试验中随着时间变化情况。 在条件相同的情况下重复多 次试验，可以得到一族试验 曲线即一族样本函数。
陀螺仪随机漂移的测取和数学模型的确立
⑼
该式表明陀螺随机漂移的均值随时间呈线性变化， 在陀螺随机漂 ⑽
如果有较大的潜周期分量 Bt， 就要从陀螺随机漂移非平稳数据序 ⑾
如果残差序列{xt}还是非平稳数据序列 （主要是随机游动造成的） ， 一般采取差分的方法来处理，只需经过一阶差分，即可化为平稳时间 序列，对时间序列{xt}作一阶差分， Δxt=xt-xt-1(t≥2) ⑿ 对于含有趋势项的非平稳时间序列，也可直接利用差分处理，如果趋 势项中只含常数项和一次项，经过一阶差分即可使之平稳化；如果趋 势项中还含有二次项，则经过二阶差分就可使之平稳化。 3.3 利用时间序列分析法对平稳化的残差序列建立数学模型 时间序列分析是一种时域分析法，它不仅仅研究过程的确定性 变化，而且更着重于研究过程的随机性变化，它直接利用随机时间序 列来建立差分方程， 把一个高度相关的平稳随机时间序列表示成一种 数字递推的形式 （即看作是由各时刻相关的随机时间序列和各时刻出 现的白噪声组成） ，按照尤尔概念，有色噪声序列可以看作是白噪声 序列经过成形滤波器变换得到的。 设{xt}表示观测到的时间序列，{ωt}表示白噪声序列，对时间序 列{xt}构造数学模型就是以白噪声{ωt}为输入，经过一个实时变换的 滤波器之后， 得出时间序列{xt}的输出三者之间的关系。 实际工程中， 平稳时间序列{xt}的线性模型通常可以表示成以下三种形式：滑动平 均模型 MA 模型， 自回归模型 AR 模型， 自回归滑动平均模型 ARMA 模型。 本文着重讨论自回归模型 AR 模型 （自回归模型, p 代表 AR 模型 的阶数）,适用于动力调谐陀螺仪，以一阶自回归模型 AR(1)为例，其
b1 = e − β∆t
⒄
则，AR(1)模型的表达式：
X t = e − β∆t X t −1 + ω t
陀螺仪漂移的测试原理及方法
系统级标定法
系统级标定拟合方法一般采用”静止-转动-静止”的运 动激励方式，惯性导航系统利用转动前的静止时间 对准。对准结束转入导航状态后系统开始转动，转 动停止时，记录导航结果。利用导航计算结果将转 动前后的比力测量转换到导航坐标系，作为比力观 测量。
用于陀螺仪标度因数及安装系数的标定
分立标定法
根据激光陀螺仪的输入输关系，建立误差模型 转台以一定角速度绕转台外向正向转动，输出激光
陀螺仪的脉冲累积 转台以一定角速度绕转台外向反向转动，再输出激
光陀螺仪的脉冲累积 对上面得到的式子进行处理，即可得到标定参数
系统级标定法
起源于20世纪80年代 利用低精度转台就可以达到较高的标定精度 系统级标定的关键是建立一个较为完善的导航输出
系统级标定法
系统级标定滤波法 1.建立导航误差方程 2.设计 Kalman 滤波器状态 3。把陀螺和加速度计的测量噪声做为滤波器的输入 4.估计误差系数
其他标定法
现场标定 是在惯性导航系统处于载体原位安装状态时进行的 不需要复杂的实验室标定设备 环境更接近于惯性导航系统的工作环境，针对性强 依靠重力场、地球自转角速度及载体上其他辅助导
航设备
分立标定法
基本思想：在不同的激励信号作用下，各误 差源对观测量的影响不同，通过激励信号的 变化以改变各个误差参数的可观测性，使惯 性系统的误差参数得到分离。
一般包括静态多位置标定试验和角速率标定
分立标定法
静态多位置标定
原理：利用转台提供的方位基准和水平基准，将地 球自转角速度和重力加速度作为输入惯性系统的标 称量，与系统中陀螺仪和加速度计进行比较，根据 陀螺仪和加速度计的误差模型年，建立惯性系统的 误差模型，然后将精密转台按标定路径转动到多个 不同位置，当位置数与误差模型中的位置数即误差 系数的个数相等时，即可通过联立的方程组求解出 各项误差系数。
陀螺仪原理——精选推荐
陀螺仪原理现象解释陀螺仪原理⾼速旋转的物体的旋转轴，对于改变其⽅向的外⼒作⽤有趋向于垂直⽅向的倾向。
⽽且，旋转物体在横向倾斜时，重⼒会向增加倾斜的⽅向作⽤，⽽轴则向垂直⽅向运动，就产⽣了摇头的运动（岁差运动）。
当陀螺经纬仪的陀螺旋转轴以⽔平轴旋转时，由于地球的旋转⽽受到铅直⽅向旋转⼒，陀螺的旋转体向⽔平⾯内的⼦午线⽅向产⽣岁差运动。
当轴平⾏于⼦午线⽽静⽌时可加以应⽤。
[1]陀螺仪基本上就是运⽤物体⾼速旋转时，⾓动量很⼤，旋转轴会⼀直稳定指向⼀个⽅向的性质，所制造出来的定向仪器。
不过它必需转得够快，或者惯量够⼤(也可以说是⾓动量要够⼤)。
不然，只要⼀个很⼩的⼒矩，就会严重影响到它的稳定性。
⼯作原理陀螺仪原理〖论述解释〗陀螺仪，是⼀个圆形的中轴的结合体。
⽽事实上，静⽌与运动的陀螺仪本⾝并⽆区别，如果静⽌的陀螺仪本⾝绝对平衡的话，抛除外在因素陀螺仪是可以不依靠旋转便能⽴定的。
⽽如果陀螺仪本⾝尺⼨不平衡的话，在静⽌下就会造成陀螺仪模型倾斜跌倒，因此不均衡的陀螺仪必然依靠旋转来维持平衡。
陀螺仪本⾝与引⼒有关，因为引⼒的影响，不均衡的陀螺仪，重的⼀端将向下运⾏，⽽轻的⼀端向上。
在引⼒场中，重物下降的速度是需要时间的，物体坠落的速度远远慢于陀螺仪本⾝旋转的速度时，将导致陀螺仪偏重点，在旋转中不断的改变陀螺仪⾃⾝的平衡，并形成⼀个向上旋转的速度⽅向。
当然，如果陀螺仪偏重点太⼤，陀螺仪⾃⾝的左右互作⽤⼒也将失效！。
⽽在旋转中，陀螺仪如果遇到外⼒导致，陀螺仪转轮某点受⼒。
陀螺仪会⽴刻倾斜，⽽陀螺仪受⼒点的势能如果低于陀螺仪旋转时速，这时受⼒点，会因为陀螺仪倾斜，在旋转的推动下，陀螺仪受⼒点将从斜下⾓，滑向斜上⾓。
⽽在向斜上⾓运⾏时，陀螺仪受⼒点的势能还在向下运⾏。
这就导致陀螺仪到达斜上⾓时，受⼒点的剩余势能将会将在位于斜上⾓时，势能向下推动。
⽽与受⼒点相反的直径另⼀端，同样具备了相应的势能，这个势能与受⼒点运动⽅向相反，受⼒点向下，⽽它向上，且管这个点叫“联动受⼒点”。
测绘专业实验实习—— 陀螺仪定向原理与方法介绍
1.2 陀螺仪粗定向
在测定已知边和定向边的陀螺方位角之前，首先进行粗 略定向，即把全站仪望远镜视准轴置于近似北方向。
粗略定向可由附件粗定向罗盘来完成，也可采用两点逆 转点法，四分之一周期法和摆幅法来完成。
1.3 精密定向（逆转点法）
要求粗定向误差≤±2°；
粗定向后下放陀螺，摆幅 控制在5~8格之间；
悬挂零位是指陀螺马达不转时，陀螺灵敏部受悬带和导 流丝扭力作用而引起扭摆的平衡位置，即扭力矩为零的 位置。
在陀螺观测开始之前和结束之后，要作悬带零位观测， 观测3次。相应简称为测前零位和测后零位观测。
方法
测定悬挂零位时，先将全站仪整平并固定照准部，下方 陀螺灵敏部（不启动马达），从读数目镜中观测灵敏部 的摆动，在分划板上连续读ຫໍສະໝຸດ 个逆转点的读数，估读到 0.1格。
使用全站仪水平微动螺旋 跟踪并记录逆转点
N1
1 2
a1
2
a3
a2
N2
1 2
a2
2
a4
a3
……
N
N n2
1.4 精密定向（中天法）
要求粗定向误差≤±20′； 粗定向后下放陀螺，摆幅
控制在5~8格之间； 观察陀螺摆光标左右摆动
的摆幅；
仪器常数测量地理方位角时可用到，一般在用于煤矿 金属 矿进行陀螺方位角及控制导线测量时用不到仪器常数。
2 索佳GPX陀螺全站仪原理与方法
索佳 GP-1
致谢
The end, thank you!
记录陀螺通过零指标线的 时间。
1.6 定向边坐标方位角计算
以一个测回测定测线方向值，前后两测回的互差符合限差 时，取其平均值作为测线方向值。定向边坐标方向角的计 算步骤如下：
如何使用陀螺仪进行姿态测量与定位
如何使用陀螺仪进行姿态测量与定位在现如今高科技发达的社会中，陀螺仪这一仪器设备被广泛应用于各个领域。
它的主要功能是测量和定位物体的姿态，从而实现有效的控制和导航。
本文将探讨如何使用陀螺仪进行姿态测量与定位，并对其原理和应用进行深入分析。
一、陀螺仪的原理陀螺仪是通过测量物体绕其自身的旋转轴产生的转动角速度来确定物体的姿态的一种仪器。
它主要包含两个关键部分：旋转轴和测量元件。
旋转轴可以使陀螺仪具有稳定的结构，并保持陀螺仪在正确的方向上旋转。
测量元件用于检测旋转轴的细微变化，并将其转化为电信号。
陀螺仪的工作原理基于角动量守恒定律。
当陀螺仪的旋转轴遭受外力或力矩作用时，陀螺仪产生的角动量将预cess，即不再保持在原有的方向上。
测量元件会检测到这个变化，并将其转化为电信号，从而实现对陀螺仪姿态的测量和定位。
二、陀螺仪的应用领域由于陀螺仪具有高精度、高稳定性的特点，它被广泛应用于航天航空、导航定位、姿态控制和虚拟现实等领域。
下面分别介绍其中的一些应用。
1. 航天航空领域在航天航空领域，陀螺仪可以用于测量飞机、舰船以及卫星的姿态角度。
通过实时监测和控制姿态，可以保证它们的飞行安全和精确导航。
2. 导航定位领域陀螺仪在导航定位领域的应用十分广泛。
例如，陀螺仪可以结合加速度计和地磁仪，用于车辆导航系统，实现高精度的位置定位和导航。
同时，它还可以应用于惯性导航系统，提供准确的位置和速度信息。
3. 姿态控制领域陀螺仪在姿态控制领域有着重要的作用。
例如，无人机的姿态控制需要准确的测量和定位。
陀螺仪可以实时监测无人机的姿态角度，并通过控制器进行相应的调整，从而实现稳定的飞行和悬停。
4. 虚拟现实领域陀螺仪也被广泛应用于虚拟现实领域，如头戴式显示器和游戏控制器。
通过使用陀螺仪，用户可以更加自然地感受虚拟现实世界，进行身临其境的游戏体验。
三、使用陀螺仪进行姿态测量与定位的注意事项1. 确保陀螺仪的准确性和可靠性。
陀螺仪的测量精度和稳定性对于姿态测量和定位非常重要。
第6章-陀螺仪漂移及测试分析
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§6.4 陀螺测试的力矩反馈法
一 力矩反馈法法的原理
单自由度陀螺的力矩反馈法测漂
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§6.4 陀螺测试的力矩反馈法
一 力矩反馈法法的原理
d ey p
精确定位定向。即陀螺输入轴与转台轴平行，并且要使 转台在地理坐标系中精确定向。 精确测速。精确地测出转台的转速。
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§6.3 陀螺测试的伺服跟踪法
二 伺服跟踪法的测速方法
首先在一段时间间隔内，观测转台相对地球的转角，然后根 据地球自转角速度沿转台轴向的分量，通过计算求得在这段 时间内地球相对惯性空间的转角：
20
§6.4 陀螺测试的力矩反馈法
二 力矩反馈法法中陀螺相对地理坐标系的取向
陀螺相对地理坐标系的位置需借助转台
2．陀螺输出轴沿当地铅垂线方向
x N
yK ly
lz
ey e coscosK
z
d
Mb H
KM I Bx /H
ωe cos cosK
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§6.4 陀螺测试的力矩反馈法
ie ey T
同一时间间隔内转台相对惯性空间的转角：
ip ie p
陀螺的漂移角速度：
d ip / T ey p
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§6.3 陀螺测试的伺服跟踪法
三 伺服跟踪法的转台轴的取向
1. 输入轴在水平面内沿东西方向
d p
2. 输入轴与地球自转轴平行