光纤陀螺标度因数温度误差分析与补偿
光纤陀螺标度因数的精确标定与补偿
光纤陀螺标度因数的精确标定与补偿
宋丽君;张英敏;付强文
【期刊名称】《机械与电子》
【年(卷),期】2006(000)012
【摘要】根据光纤陀螺信号静态漂移的数学模型,提出了一种迭代标定方法,可以精确地补偿光纤陀螺的标度因数和安装偏角误差.考虑光纤陀螺标度因数与温度的非线性关系,采用了BP神经网络进行温度补偿,取得了理想的效果.
【总页数】4页(P27-30)
【作者】宋丽君;张英敏;付强文
【作者单位】西北工业大学,陕西,西安,710072;西北工业大学,陕西,西安,710072;西北工业大学,陕西,西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】V241
【相关文献】
1.光纤陀螺标度因数的精确标定与补偿 [J], 王龙;潘景余;王旭
2.大动态光纤陀螺标度因数双线性插值补偿模型 [J], 姚俊杰;王磊;陈杏藩;王金芳;刘承
3.光纤陀螺标度因数分段标定的工程实现 [J], 张志鑫;夏金桥;蔡春龙
4.光纤陀螺测量系统标度因数标定方法研究 [J], 马知瑶; 周一览
5.光纤陀螺标度因数的自标定方法 [J], 张思;吴磊;薛冰
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连续旋转的光纤陀螺全温标度因数快速建模补偿方法
连续旋转的光纤陀螺全温标度因数快速建模补偿方法张晓雅;杨志怀;宋丽薇;马林【摘要】在全温范围内应用的光纤陀螺,标度因数误差是其主要的误差之一.特别是在大角速率或者高精度应用时,光纤陀螺的标度因数误差甚至超过零偏漂移误差.在实际使用中,需对陀螺标度因数在全温范围内进行建模和补偿.对光纤陀螺标度因数误差机理进行详细分析后,提出了一种连续旋转的光纤陀螺全温标度因数快速建模补偿方法.基于单轴速率转台的连续旋转,可以自动快速完成标度因数全温建模且工程实现简单易行.更重要的是该方法可以有效识别标度因数在全温范围内的变化拐点,提高建模和补偿的精度.对比试验结果表明,采用此方法后能精确测得某型光纤陀螺全温工作的标度因数真实拐点为48℃,全温标度因数补偿精度优于15×10-6,较按照GJB2426-2004进行的多点测试后补偿提高10％左右.【期刊名称】《中国惯性技术学报》【年(卷),期】2016(024)002【总页数】4页(P215-217,223)【关键词】光纤陀螺;标度因数;温度建模;补偿【作者】张晓雅;杨志怀;宋丽薇;马林【作者单位】天津航海仪器研究所,天津300131;天津航海仪器研究所,天津300131;天津航海仪器研究所,天津300131;天津航海仪器研究所,天津300131【正文语种】中文【中图分类】U666.1当温度变化时光源、Y波导集成光学调制器等光学元器件的平均波长会随之变化，导致光纤陀螺的标度因数变化[1-2]。
在全温范围内应用的光纤陀螺，特别是在大角速率或者高精度应用时，光纤陀螺的标度因数误差会超过偏置漂移误差，严重制约光纤陀螺的环境适用性。
从机理上消除温度带来的标度因数误差难度大、成本高，而基于理论机理的温度误差建模和补偿是一种简单有效的解决方法。
特别是在全温范围内（-40℃～+60℃）对光纤陀螺的标度因数误差进行建模和补偿，对于提高标度因数稳定性指标有重要意义。
常用的建模方法有线性回归模型[3-4]、多种神经网络模型[5]等。
光纤陀螺仪误差分析与补偿 共32页
2.2 光纤陀螺仪的误差补偿技术
2）改进半导体激光光源的噪声特性；
光源的波长变化、频谱分布变化及光功率的波动，将直 接影响干涉的效果。返回到光源的光直接干扰了它的发射状 态，引起二次激发，与信号光产生二次干涉，引起发光强度 和波长的波动。
目前的解决方法有： （1）对于光源波长变化的影响，通过数据处理方法解 决；若波长变化是由温度引起，则直接测量温度，进行温度 补偿； （2）对于返回光的影响，采用光隔离器，信号衰减器 或选用超辐射发光二级管等低相干光源。
光纤陀螺仪不仅具有激光陀螺仪的各种优点，而且 它无克服“自锁”用的机械抖动装置，也不用在石英块 精密加工出光路，降低了结构的复杂性和生产成本。而 且，利用不同规格的基本元件，可构成适合不同要求的 高、中、低级光纤陀螺仪，因此具有极大的设计灵活性， 得到了大力研究和发展。
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1.1 光纤陀螺仪的组成
光源
探测器 光纤环 调制器
耦合器
光纤陀螺组成示意
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1.2 光纤陀螺仪的分类
按原理与结构 按相位解调方式 按有无反馈信号
干涉式光纤陀螺仪（I-FOG） 谐振式光纤陀螺仪（R-FOG） 受激布里渊光纤陀螺仪（B-IFOG） 锁模光纤陀螺仪 法-珀光纤陀螺仪（Fabry-Perot） 相位差偏置式光纤陀螺仪 光外差式光纤陀螺仪 延时调制式光纤陀螺仪
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2.1 光纤陀螺仪的主要性能指标
（1）零偏 当输入角速度为零时，陀螺仪的输出量，以规定时间内测得输出量 的平均值相应的等效输入角速度表示，单位为（⁰⁄h）。 （2）标度因数 陀螺仪输出量与输入量角速率的比值。 （3）零漂 又称零偏稳定性，它的大小值标志着观测值围绕零偏的离散程度， 单位为（⁰⁄h）。 （4）随机游走系数 由白噪声产生的随时间积累的输出误差系数，其量纲为⁰⁄√h，它反 映了光学陀螺输出随机噪声的强度。
光纤陀螺输入轴失准角温度补偿研究
光纤陀螺输入轴失准角温度补偿研究随着科技的发展，光纤陀螺在工程技术领域发挥着重要作用。
它具有高精度、超大灵敏度和可靠性等优点，可以用于各种测量与控制应用中。
光纤陀螺的轴失准角（Axial Misalign Angle，简称AMA）在温度环境变化时会发生变形，严重影响其精准度。
因此，如何解决其失准角随温度变化而发生变形的问题是学术界非常关注的课题。
本文针对这一问题，采用理论分析的方法，提出了一种有效的温度补偿措施，以提高光纤陀螺的精度和可靠性。
对于光纤陀螺的失准角温度变化，传统的补偿方法主要采用的是参数补偿的方法，它的原理是通过在指定的温度范围内调整光纤陀螺的棱镜或反射锥的几何尺寸，从而抵消AMA与温度之间的耦合效应。
然而，这种补偿方法在超高温或超低温环境时会出现精度较低的现象，因此限制了其广泛应用的可能性。
有鉴于此，本文提出了一种新的温度补偿方法，即采用高级控制系统实施温度补偿控制。
该系统不仅能够有效补偿AMA随温度变化而发生变化而造成的失精度，而且能够有效调节AMA变化的累积误差，从而大大提高温度补偿控制的精度。
为了验证该温度补偿控制方法的有效性，本文通过实验分析了AMA随温度变化而变化的规律，并采用该系统对测量结果进行模拟补偿。
实验结果表明，该温度补偿控制系统能够有效抑制AMA随温度变化而发生的变形，并大大提高AMA的精准度。
本文的研究结果表明，温度补偿控制系统是有效抑制AMA随温度变化而发生变形的一种有效补偿措施，可以有效提高光纤陀螺的测量精度和可靠性。
后续研究将结合实际应用，探索更多改进措施，以提高光纤陀螺的质量和性能。
此外，也可以考虑通过调整陀螺整体设计来解决失准角温度补偿问题，并将设计原理进行理论分析和实验验证，从而使其在温度梯度大的地方得到良好应用。
总之，本文提出的温度补偿措施可以有效抑制AMA随温度变化而发生变形，有效提高光纤陀螺的测量精度和可靠性，为今后的研究与应用奠定了良好的基础。
光纤陀螺温度效应误差及其补偿技术研究
光纤陀螺温度效应误差及其补偿技术研究光纤陀螺温度效应误差及其补偿技术研究摘要：温度效应误差是目前制约光纤陀螺高精度应用的瓶颈之一。
文中分析了光纤陀螺温度效应的成因及影响机理，介绍了温度效应误差补偿技术的研究现状，重点阐述了一种基于误差建模的软件补偿方法。
该方法建立了以温度、温度变化率和温度梯度为变量的误差模型，使用温循实验数据进行模型参数拟合，通过DSP 技术在系统中实现了对温度效应误差的补偿。
仿真试验结果表明，使用该方法可以将某型光纤陀螺的温度效应误差降低约一个数量级。
关键词：光纤陀螺；温度效应误差；误差建模经过几十年发展，光纤陀螺加工工艺逐渐成熟，潜在优势日益显现，已经成为新一代惯性导航系统中的理想器件[1]。
目前，光纤陀螺面临着高精度的发展要求。
而温度效应在很大程度上增大了光纤陀螺的输出漂移，是制约其高精度工程应用的瓶颈。
文章通过对光纤陀螺温度效应误差成因与机理的分析，结合国内外温度误差补偿技术的研究现状，提出了一种基于误差建模的软件补偿方法。
仿真试验表明，该方法能有效抑制温度效应对光纤陀螺精度的影响。
1 光纤陀螺温度效应误差分析温度效应是光纤陀螺的重要误差源之一，主要是指温度条件变化导致光纤陀螺输出漂移的现象。
引发温度效应的热量来源主要有两个：一是工作时陀螺各个元器件的自身产热；二是外界温度环境的影响[2]。
光纤陀螺内部（核心器件是光纤环）的温度是这两个热源综合作用的结果。
开机后的一段时间内，光纤陀螺自身产热导致的升温效应较为显著，器件内部的温度持续上升，直至产生的热量与散失的热量基本相当，形成动态平衡。
之后，外部温度环境的影响占主导作用。
在实际的工作环境中，陀螺外部的温度环境始终在变化，陀螺内部很难形成稳定不变的温度场，温度效应误差始终存在。
光纤陀螺内部受温度影响的元器件较多，温度效应可以看成多种相关因素共同作用的结果[3]。
光纤陀螺系统由光路与电路两部分组成：光路部分包括光纤环、光源、Y波导、耦合器和光电探测器；电路部分包括光源驱动电路和信号处理电路[4]。
光纤陀螺零偏温度特性分析及补偿模型
33第2卷 第8期产业科技创新 2020，2（8）：33~34Industrial Technology Innovation 光纤陀螺零偏温度特性分析及补偿模型程文明，张国财，王 浩（浙江航天润博测控技术有限公司，浙江 杭州 310000）摘要：在光纤陀螺发展的过程当中，制约它的精度发展的一个重要的原因就是温度漂移的误差。
为了能够进一步的去建立一个光纤陀螺的温度补偿模型，首先要设计一个光纤陀螺的温度实验，通过实验来分析光纤陀螺的特性。
温度误差的模型可以分为升温模型和降温模型，然后分别建模，能够有效地提高模型的精度。
文章当中将就光纤陀螺零偏温度特性进行分析。
关键词：光纤陀螺；零偏温度特性；补偿模型中图分类号：TH824.3 文献标志码：A 文章编号：2096-6164（2020）08-0033-02光纤陀螺是一种角速度传感器。
光纤陀螺具有许多的优点，比方说，它的可用寿命是比较长的，且制作的成本也比较低，可以应用的范围也比较广，有很高的可靠性。
正是因为这些优点，光纤陀螺经常被用在航空航天以及军用或者是民用领域。
而温度漂移误差则是制约光纤陀螺得到更好发展的一个重要原因。
因为温度漂移误差可以影响光纤陀螺的输出精准度。
除此之外，光纤陀螺仪的一些光学器件也会导致顺逆时针所传输出来的光出现非互易性相移，这样也会导致光纤陀螺的输出精度受到影响。
解决光纤陀螺温度漂移的问题主要由两种方法。
第一种是硬件补偿，第二种是软件补偿。
在这两种方法当中，更倾向于软件补偿的方式。
因为软件建模的方法成本是比较低的，并且应用起来也比较灵活，很适合去研究。
通过人工鱼群算法对数据函数进行一个寻优处理，在变温实验当中可以充分的验证软件建模的方法是具有一定适应性的。
通过温度梯度以及陀螺输出滞后等来解释陀螺的温度漂移模型的变量可以发现建模方法是具有可行性的。
在陀螺信号的处理当中，比较经常应用的是人工神经网络。
因为它具有非常强的非线性自适应处理能力。
光纤陀螺的误差分析
光纤陀螺仪的误差分析目前光纤陀螺的研究和应用中还存在着一些关键技术需要作进一步的深入研究。
最突出的问题就是存在许多难以解决的误差源。
一、光纤陀螺仪的分类光纤陀螺按其光学工作原理可分为三类：1、干涉式光纤陀螺（IFOG）2、谐振式光纤头陀螺（RFOG）3、受激布里渊散射式光纤陀螺（BFOG）其中干涉式光纤陀螺技术已完全成熟并产业化，而谐振式光纤陀螺和受激式布里渊散射式光纤陀螺还处于基础研究阶段，尚有许多问题需要进一步探索。
所以这里主要探讨干涉式光纤陀螺的误差分析。
二、干涉式光纤陀螺原理干涉式光纤陀螺的主体是一个萨格奈克（Sagnac）干涉仪，由宽带光源（如超发光二极管或光纤光源）、光纤耦合器、光探测器、Y分支多功能集成光学芯片和光纤线圈组成，其原理基于萨格奈克效应：当陀螺旋转时，光纤线圈内沿顺时针和逆时针方向传播的两束广波之间产生一个与旋转角速率成正比的相位差：式中：R为光纤线圈的半径；L为光纤长度；为光源平均波长；c为真空中的光速。
图1 干涉式光纤陀螺的机构组成三、光纤陀螺的噪声来源由于环境及光纤陀螺本身的各种噪声源的影响，光纤陀螺输出信号中存在着各种随机误差项。
为了减少光纤陀螺的误差并提高其精度，需要对其进行性能评价，辨识出影响其精度的主要误差源，以便进一步采取措施消除相关的随机误差。
在实际系统中，萨格纳克效应非常微弱，构成光纤陀螺的每个元件都可能是噪声源，而且存在各种各样的寄生效应，它们都将引起陀螺输出漂移和标度因数的不稳定性，从而影响光纤陀螺的性能。
主要误差源1.光源噪声光源是干涉仪的关键组件，光源的波长变化、频谱分布变化、输出光功率的波动、返回光的干扰，都将直接影响干涉的效果。
另外，返回到光源的光直接干扰了它的发射状态，引起二次激发，与信号光产生二次干涉，并引起发光强度和波长的波动。
(1)光源的波长变化的影响可通过信号处理的方法加以解决。
若波长变化是由温度变化引起，则可直接测量温度而校正波长，否则，必须测量波长进行校正。
光纤IMU误差标定及温度补偿技术的研究与实现
南京航空航天大学硕士学位论文摘要在光纤捷联惯导系统中，光纤惯性测量单元（IMU）的测量误差是影响惯性导航系统精度的重要因素。
建立IMU误差模型，利用误差补偿算法求取误差参数，在导航解算中加以补偿，可以有效提高系统的导航精度。
本文在研究光纤陀螺国军标测试方法的基础上，总结了光纤陀螺主要性能指标的分类、意义及测试方法，并对实际光纤陀螺组件进行了较全面的性能测试，为研究光纤IMU误差标定技术与光纤陀螺温度补偿技术提供理论依据和实测数据。
本文针对常规位置标定算法可扩展性差，无法充分利用冗余标定数据的问题，提出了多位置融合算法（MPFA）；针对常规速率标定算法不能辨识陀螺零偏，并且光纤陀螺（FOG）输出又受温度影响的问题，提出了自适应递推最小二乘算法（ARLS）。
同时，将以上标定算法与计算机软件开发技术相结合，利用VC开发了一套光纤捷联惯导系统标定测试软件。
为了减小温度漂移对光纤陀螺输出的影响、提高其精度，本文以光纤陀螺静态温度实验为基础，深入研究了光纤陀螺温度补偿技术。
一方面，研究了基于多项式的温度补偿技术，建立了光纤陀螺温度漂移的多项式模型；另一方面，在对传统BP神经网络改进的基础上，利用改进算法对FOG温度漂移进行辨识。
通过大量温度实验对上述两种温度补偿方法的有效性进行验证。
最后，本文通过实际光纤捷联惯导系统的静态和转动实验，进一步证明了本文提出的光纤IMU误差标定技术与光纤陀螺温度补偿技术能有效提高导航精度，具有重要的工程意义和实用价值。
关键词：光纤陀螺，误差标定，标定平台，温度漂移，温度补偿，BP神经网络光纤IMU误差标定及温度补偿技术的研究与实现ABSTRACTIn stapdown inertial navigation system (SINS) based on fiber optic gyroscope (FOG), the error of FOG Inertial Measurement Unit (IMU) has an important effect on the precision of navigation system. After analyzing the IMU error model, the error parameters can be calculated by the error compensation algorithm, and the performance of navigation system can be greatly improved by error compensation in the process of navigation solution.On the basis of studying the FOG national military standard (NMS), the classification, meaning and test method of FOG’s major performance index is generalized. Besides, the actual FOG’s performance test is done in detail, and the test can provide not only theoretical basis but also lots of test data for error calibration and temperature-induced-error compensation technique for FOG IMU.For the reason that the expandability of the conventional algorithm was weak, and also the redundant calibration data can’t be made full use of, a calibration algorithm called multi-position fusion algorithm (MPFA) is brought forward; For the bias of FOG can’t be identified by the conventional method of angular velocity calibration, and the output of FOG is effected by temperature fluctuation, a new calibration algorithm called adaptive recursive least square (ARLS) is brought forward. Meanwhile, combining the calibration algorithms above with development technology of computer software, a set of calibration software for FOG SINS is developed by VC.For the purpose of reducing the temperature-induced drift and improving the precision of FOG, the technique of compensating the FOG’s temperature drift is studied by the static temperature test. On the one hand, the temperature error compensation based on polynomial approximation method is studied, and the model of the temperature-induced drift for FOG is established; On the other hand, on the basis of improving the conventional algorithm of BP neural network, the improved algorithm is used for identifying the temperature-induced drift of FOG. And the validity of the above temperature error compensation algorithm is demonstrated by南京航空航天大学硕士学位论文the temperature test.Finally, by static and rotary tests of the actual FOG SINS, it is approved that the technique of error calibration and temperature-induced-error compensation for FOG IMU, can effectively improve the precision of the navigation system, and has important value in engineering application.Key Words: FOG, error calibration, calibration platform, temperature-induced drift, temperature error compensation, BP neuron network南京航空航天大学硕士学位论文图清单图1.1 Litton公司的LN-251组合系统 (5)图1.2 Photonetics公司的PHINS惯导系统 (5)图1.3 本文的主要内容和组织结构 (7)图3.1 摇摆实验横滚角结果比较 (27)图3.2 补偿前后导航姿态角误差比较图 (34)图4.1 温度上升曲线（测试数据1） (38)图4.2 X轴陀螺零偏与温度变化曲线 (38)图4.3 Y轴陀螺零偏与温度变化关系 (38)图4.4 Z轴陀螺零偏与温度变化关系 (38)图4.5 温度上升曲线（测试数据2） (38)图4.6 X轴陀螺零偏与温度变化曲线 (38)图4.7 Y轴陀螺零偏与温度变化关系 (39)图4.8 Z轴陀螺零偏与温度变化关系 (39)图4.9 温度上升曲线（测试数据3） (39)图4.10 X轴陀螺零偏与温度变化曲线 (39)图4.11 Y轴陀螺零偏与温度变化关系 (39)图4.12 Z轴陀螺零偏与温度变化关系 (39)图4.13 温度下降曲线（测试数据4） (39)图4.14 X轴陀螺零偏与温度变化曲线 (39)图4.15 Y轴陀螺零偏与温度变化关系 (40)图4.16 Z轴陀螺零偏与温度变化关系 (40)图4.17 温度下降曲线（测试数据5） (40)图4.18 X轴陀螺零偏与温度变化曲线 (40)图4.19 Y轴陀螺零偏与温度变化关系 (40)图4.20 Z轴陀螺零偏与温度变化关系 (40)图4.21 温度下降曲线（测试数据6） (40)图4.22 X轴陀螺零偏与温度变化曲线 (40)图4.23 Y轴陀螺零偏与温度变化关系 (41)光纤IMU误差标定及温度补偿技术的研究与实现图4.24 Z轴陀螺零偏与温度变化关系 (41)图4.25 升温阶段的3组温度曲线对比 (41)图4.26 升温阶段X轴陀螺温度漂移曲线 (41)图4.27 升温阶段Y轴陀螺温度漂移曲线 (41)图4.28 升温阶段Z轴陀螺温度漂移曲线 (41)图4.29 降温阶段的3组温度曲线对比 (42)图4.30 降温阶段X轴陀螺温度漂移曲线 (42)图4.31 降温阶段Y轴陀螺温度漂移曲线 (42)图4.32 降温阶段Z轴陀螺温度漂移曲线 (42)图4.33 6组测试的X轴陀螺温度漂移曲线 (42)图4.34 6组测试的Y轴陀螺温度漂移曲线 (42)图4.35 6组测试的Z轴陀螺温度漂移曲线 (42)图4.36 X轴陀螺6组测试结果的合成样本 (42)图4.37 Y轴陀螺6组测试结果的合成样本 (43)图4.38 Z轴陀螺6组测试结果的合成样本 (43)图4.39 3阶多项式温度漂移模型 (44)图4.40 3阶多项式温度漂移补偿结果 (44)图4.41 10阶多项式温度漂移模型 (44)图4.42 10阶多项式温度漂移补偿结果 (44)图4.43 Z轴温度漂移补偿前后对比（数据1） (45)图4.44 Z轴温度漂移补偿前后对比（数据2） (45)图4.45 Z轴温度漂移补偿前后对比（数据3） (45)图4.46 Z轴温度漂移补偿前后对比（数据4） (45)图4.47 BP神经网络结构图 (47)图4.48 常规BP算法参数不当时陷入局部最小现象 (49)图4.49 改进BP算法的辩识结果 (50)图4.50 最小二乘法辩识结果 (50)图4.51 最小二乘法和改进BP算法补偿效果比较图 (51)图4.52 导航姿态角误差比较图 (52)图5.1 光纤惯导标定平台实物图 (54)图5.2 光纤惯导标定平台结构图 (54)图5.3 光纤惯导标定平台主界面 (55)南京航空航天大学硕士学位论文图5.4 光纤惯导标定平台软件流程图 (56)图5.5 MPFA算法标定程序流程示意图 (56)图5.6 光纤惯导MPFA标定算法VC实现 (57)图5.7 ARLS算法标定程序流程示意图 (57)图5.8 光纤惯导ARLS标定算法VC实现 (57)图5.9 导航自检算法流程图 (58)图5.10 标定程序串口通讯主、辅线程流程图 (59)图5.11 补偿前后导航姿态角静态测试结果比较 (62)图5.12 补偿前后横滚角转动测试结果比较 (62)图5.13 横滚角转动测试结果比较（局部放大） (62)图5.14 补偿前后俯仰角转动测试结果比较 (63)图5.15 俯仰角转动测试结果比较（局部放大） (63)图5.16 补偿前后航向角转动测试结果比较 (64)图5.17 航向角转动测试结果比较（局部放大） (64)光纤IMU误差标定及温度补偿技术的研究与实现表清单表1.1 光纤陀螺应用领域及等级 (3)表2.1 光纤陀螺静态性能指标测试结果（十秒平均） (13)表2.2 国军标法的拟合噪声比较 (13)表2.3 X轴陀螺动态性能指标测试结果 (14)表2.4 Y轴陀螺动态性能指标测试结果 (14)表2.5 Z轴陀螺动态性能指标测试 (15)表2.6 在角速率为30º/s条件下得到的标度因数重复性 (15)表2.7 X轴陀螺在各温度点下的零偏重复性 (16)表2.8 Y轴陀螺在各温度点下的零偏重复性 (16)表2.9 Z轴陀螺在各温度点下的零偏重复性 (17)表3.1 惯性器件坐标轴指向与敏感的输入量表 (20)表3.2 六位置算法陀螺仪测量输出 (21)表3.3 惯性器件误差参数设定值 (25)表3.4 六位置算法误差参数标定结果 (25)表3.5 MPFA算法误差参数标定结果 (26)表3.6 陀螺组件安装方式与标定轴感受的输入量表 (27)表3.7 陀螺组件误差参数标定结果表 (32)表4.1 各阶多项式温度漂移模型补偿结果比较 (44)表4.2 三阶多项式温度漂移模型补偿前后结果对比 (45)表4.3 补偿前后FOG噪声误差系数比较 (51)表5.1 光纤IMU中陀螺12个误差系数 (60)表5.2 光纤IMU中加速度计12个误差系数 (60)表5.3 光纤惯导导航自检结果 (61)表5.4 补偿前后初始对准导航姿态角对比 (62)表5.5 补偿前后导航姿态角误差统计特性对比 (62)表5.6 补偿前后横滚角误差统计特性 (63)表5.7 补偿前后俯仰角误差统计特性 (63)表5.8 补偿前后航向角误差统计特性 (64)南京航空航天大学硕士学位论文注释表序号略写英文全称中文名称1BP Back Propagation反向传播2FIMUFiber OpticInertial Measurement Unit光纤惯性测量单元3FOG Fiber Optic Gyroscope光纤陀螺4GPS Global Position System全球卫星定位系统5IMU Inertial Measurement Unit惯性测量单元6LS Least Square最小二乘法7MEMSMicro-Electro-Mechanical Systems微机电系统8MIMOMultiple-InputMultiple-Output多输入多输出9RLG Ring Laser Gyroscope环形激光陀螺10RLS Recursive Least Square递推最小二乘法11SINSStapdownInertial Navigation System捷联惯性导航系统12SLD Super Luminescent Diode半导体超发光二极管承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
光纤陀螺仪误差分析与补偿
美国的AIM一120B／C型中距空空导弹，AGM一142空地导 弹都采用LN200光纤陀螺惯性测量组件。LN一200采用的 光纤陀螺，它与微硅加速度计一起构成的整个惯性测量 组合。
2004 年1月26日，美国的“勇气”号和“机遇”号探测 车经过7个月飞行后成功登陆火星，所用的导航系统为诺斯罗 普·格鲁门公司生产的光纤陀螺导航系统。该系统提供了飞船 飞行中姿态测量所需的线加速度和角加速度信息；确定了飞船 进入火星大气层缓慢降落和着陆伞最佳打开时机；提供了火星 探测车在火星陆地表面运动过程中姿态、速度信息和探测车上 高增益天线的定位。
光 纤 捷 联 惯 性 导 航 系 统
参考文献
[1]邓志红，付梦印，张继伟，肖烜. 2012. 惯性器件与惯性导航系统[M]. 北京：科学出版社. [2]Herve C．Lefevre．光纤陀螺仪[M]．张桂才，王巍，译． 北京： 国 防工业出版社，2002 [3]吉云飞，黄继勋. 光纤陀螺仪预滤波技术研究及应用[J]. 导航与控制. 2011.10(2):34-38. [4]董庆亮，杨建宇. 光纤陀螺仪及其在海洋重力仪中的应用[J].测绘时空. 2011.2 . [5]王巍，杨清生，王学锋. 光纤陀螺的空间应用及其关键技术[J]. 红外 与激光工程. 2006. Vol.35. No.5: 510-512. [6]杨亭鹏，刘星桥，陈家斌. 光纤陀螺仪(FOG)技术及发展应用[J]. 火 力与指挥控制. 2004 .29(2):76-79. [7]顾宏. 高精度光纤陀螺仪及其关键技术研究. 南开大学博士学位论文. 2008. [8]毛奔，林玉荣. 惯性器件测试与建模[M]. 哈尔滨工程大学出版社. 2009.
5）抑制光电检测器及电路的噪声 ；
6）提高FOG的环境适应性 ；
开环光纤陀螺组合误差参数标定
开环光纤陀螺组合误差参数标定庞秀枝,鲁 浩,司宏源(中国空空导弹研究院,河南洛阳 471009) 摘 要:用试验法建立光纤陀螺组合的误差模型,是工程上行之有效的方法。
本文分析了开环光纤陀螺的结构特点,介绍了光纤陀螺的标定设备和标定方法,通过试验建立了工程上适用的开环光纤陀螺误差模型,并用某型产品验证了误差模型的可行性、可信性。
关键词:开环光纤陀螺;误差模型;参数标定中图分类号:V241.5 文献标识码:A 文章编号:1673-5048(2006)02-0010-03 The Cali brati on for Error of the Open2LoopFi ber Opti c Gyroscope Un itP ANG Xiu2zhi,LU Hao,SI Hong2yuan(China A irborne M issile Acade my,Luoyang471009,China) Abstract:It is an effective method in engineering that err or mode of open2l oop fiber op tic gyr oscope unit is established by test.I n this paper,the structure of open2l oop fiber op tic gyr oscope is analysed,and the calibrati on equi pments and methods are intr oduced.The err or mode of open2l oop fiber op tic gyr oscope f or engineering is estabish by test.The feasiblity and effectiveness of err or mode are verified by p r oduct. Keywords:open2l oop fiber op tic gyr oscope;err or mode;calibrati on0 引 言要在高动态环境下(如空空导弹)采用惯性运动分析来实现参数测量,必须采用宽频带陀螺,并且陀螺输出与加速度无关。
光纤陀螺零偏漂移的温度特性与补偿
因此，需要采取措施降低光纤陀螺随温度零偏漂移。首先，根据光纤陀螺的工作原理，对光纤陀螺零偏漂移产生的机理和温度特性进
行了分析，阐述了光纤零偏漂移的温度特性。其次，设计完成了在 － 40 ～ + 60 ℃ 范围内的光纤陀螺静态零偏测试试验。试验数据表
明，不同温度和温度变化率会对陀螺的零偏造成影响。再次，采用回归分析法建立了光线陀 of Optoelectronic Engineering，Xi’an Technological University，Xi’an 710021，China）
Abstract： The main components of fiber optic gyroscope （ FOG） such as fiber ring，broadband light source are susceptible to the influence of ambient temperature changes，resulting in large drift of the output of the gyroscope，seriously affecting the measurement accuracy． Therefore，measures should be taken to reduce the temperature bias drift of FOG． Firstly，according to the working principle of fiber optic gyroscope，the mechanism and temperature characteristics of zero bias drift are analyzed，and the temperature characteristics of zero bias drift of FOG are expounded． Secondly，the static zero bias test of FOG is completed in the temperature range of － 40 ～ 60 ℃ ． The test data show that the zero bias of gyroscope may be affected by different temperature and temperature change rate． Thirdly，the temperature model of optical fiber gyroscope bias drift is established by regression analysis， and the model is used to compensate the bias of optical fiber gyroscope． The model is a second-order polynomial model considering temperature and temperature rate of change． Finally，the compensation effect of FOG bias drift is verified by experiments，which proves that the stability of FOG bias drift is improved by about 69% ． Compared with BP neural network，controlled Markov chain model and fuzzy logic，this compensation method has the advantages of less computation and is beneficial to engineering application． Keywords： Fiber optic gyroscope （ FOG） ； Sagnac effect； Shupe effect； Zero bias drift； Temperature compensation； Linear regression； Super luminescent diode； Optical fiber sensor
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。