论文题目: 基于光纤陀螺的寻北定向技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械制造及其自动化
作者: 张志君
导师: 武克用
关键词: 光纤陀螺,方差,寻北定向,最小二乘法,瞄准,一体化,准直经纬仪
文献来源: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 惯性寻北技术是惯性技术领域的重要组成部分,是现代化战争中确保武器系统快速、机动、精确打击目标的重要保障技术之一。寻北仪是战略、战术、战役阵地机动发射的理想定向设备,可为导弹、雷达、火炮、鱼雷、飞机、舰船、车辆等提供方位基准。基于Sagnac 效应的光纤陀螺是一种新型的角速率传感器,它具有成本低、重量轻、功耗小,寿命长。与传统的机电陀螺相比具有很大的优越性。论文结合当前导弹光电瞄准设备发展的需要,基于现有国产单轴光纤陀螺拟研制一套寻北定向瞄准组合系统,解决导弹发射近距离瞄准,方位基准的测量。综合分析了陀螺寻北仪的原理及陀螺经纬仪的发展历史,对国内外各类寻北系统及相关技术进行了介绍,详细的评述了光纤陀螺的国内外发展及军民领域的应用情况。引入Allan 方差分析方法在时域内对光纤陀螺的随机漂移进行了分析,建立了光纤陀螺的随机误差模型。本文以工程实际为背景,对光纤陀螺寻北系统的工作原理及系统构成相关技术进行详细的讨论与研究。分析了精密机械转台的调平误差对寻北定向精度的影响,采用加速度计对寻北系统转台倾角误差补偿。分别采用二位置寻北法、四位置寻北法、多位置测量寻北法、连续转动寻北法进行了测试,对实验数据进行了异常值的检验和剔除,经过最小二乘法拟合得出寻北精度为6.9822′。提出了光纤陀螺寻北仪与准直经纬仪结构一体化方案。初步分析了安装误差对瞄准精度的影响,为寻北瞄准工程样机的研制打下了坚实的基础。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
图表索引
第一章 绪论
1.1 陀螺寻北仪的原理
1.1.1 陀螺罗盘寻北仪
1.1.2 捷联式寻北仪
1.2 陀螺寻北仪的发展历史
1.3 寻北系统的分类
1.4 光纤陀螺的发展及应用
1.4.1 光纤陀螺的国内外发展
1.4.2 光纤陀螺的军事领域应用
1.4.3 光纤陀螺的民用领域应用
1.5 本文研究的主要内容
第二章 光纤陀螺的工作原理及误差模型建立
2.1 光纤陀螺的工作原理及性能指标
2.1.1 光学陀螺的工作原理
2.1.2 光学陀螺的性能指标
2.2 光纤陀螺随机误差模型建立
2.2.1 Allan 方差法的基本原理
2.2.2 光纤陀螺噪声来源
2.2.3 光纤陀螺的噪声特性分析
2.3 小结
第三章 光纤陀螺寻北仪系统组成及工作原理
3.1 光纤陀螺寻北仪系统组成
3.1.1 精密机械转台
3.1.2 寻北系统计算机控制系统基本原理
3.1.3 数据采集系统
3.2 光纤陀螺寻北仪原理
3.3 光纤陀螺寻北方案
3.3.1 二位置寻北法
3.3.2 四位置寻北法
3.3.3 多位置测量寻北法
3.3.4 连续转动寻北法
3.4 基座倾斜误差的动态检测
3.5 系统测试
3.6 小结
第四章 寻北系统误差分析
4.1 数据处理方法
4.1.1 最小二乘法原理
4.1.2 矩阵最小二乘法
4.1.3 异常值检验和处理
4.2 惯性传感器误差分析
4.2.1 光纤陀螺误差分析
4.2.2 加速度计误差分析
4.3 寻北定向误差
4.3.1 二位置法
4.3.2 四位置法
4.3.3 多位置法
4.3.4 连续旋转法
4.4 小结
第五章 寻北瞄准结构一体化方案研究
5.1 导弹瞄准概念
5.1.1 瞄准原理
5.1.2 弹道导弹瞄准设备
5.1.3 瞄准误差对导弹弹着点偏差的影响
5.2 寻北瞄准过程
5.3 结构布局方案
5.3.1 寻北瞄准分立式
5.3.2 寻北瞄准同一基座
5.3.3 优缺点分析
5.4 寻北瞄准同一基座结构方案安装误差初步分析
5.5 小结
第六章 结论与展望
参考文献
博士期间发表论文情况
致谢
发布时间: 2006-03-14
参考文献
- [1].基于开环光纤陀螺控制的无人作战平台稳定技术研究[D]. 张伟.国防科学技术大学2010
- [2].光纤陀螺捷联惯导系统在线对准及标定技术研究[D]. 曹通.哈尔滨工程大学2012
- [3].舰船高精度光纤捷联惯性导航系统技术研究[D]. 徐博.哈尔滨工程大学2011