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光纖陀螺尋北儀的二位置尋北
- 2019-12-25-

       介紹了光纖陀螺尋北的基本原理,分析了基座的傾斜誤差對尋北精度的影響?;矫胬@垂直于陀螺軸的傾角將直接引起一個同樣量級的方位角測量誤差,從而在較大程度上影響尋北精度?;矫胬@陀螺軸的傾角對方位角測量的影響小,在一些尋北精度要求不高的場合,可以忽略該傾角的影響。最后介紹了光纖陀螺尋北儀的二位置尋北方案。二位置尋北方案利用光纖陀螺對相差180°的兩個方向上的地球自轉角速率水平分量的敏感,精確地解算出地理真北方向與陀螺軸向的夾角。系統簡單,比較容易實現。


      光纖陀螺(FOG)是基于Sagnac 效應的新型全固態陀螺儀,是一種無機械轉動部件的慣性測量元件,具有耐沖擊、靈敏度高、壽命長、功耗低、集成可靠等優點,是新一代捷聯式慣性導航系統中理想的慣性器件。光纖陀螺的一-個重要應用是指北,采用的大多數方法是FOG轉動固定角度,通過確定偏移量計算相對北方向的夾角。為了精確指北,必須消除FOG的漂移。介紹了三種測量方法,都是使用一個旋轉平臺,在相對于地球自轉軸的不同方向確定FOG敏感軸的方向,該方法能夠消除FOG的漂移。


       陀螺尋北儀根據采樣和解算方式的不同,可以分為連續轉動方案、多位置方案和二二位置方案等。本文介紹的光纖陀螺尋北儀采用單光纖陀螺和一個雙軸加速度計組合技術方案,利用光纖陀螺測量地球自轉角速率的水平分量來獲得地球表面被測點的北向信息,利用加速度計測量固定陀螺的基座的傾斜角度,對光纖陀螺的輸出數據進行補償。通過二位置法測量來消除光纖陀螺的常值漂移和加速度計偏值的影響,經過解算得到固定于其上的參考軸與真北方向的夾角,從而得到載體的縱軸與真北方向的夾角s。


      二位置尋北方案采用一個雙軸加速度計檢測基座平面相對于水平面的傾斜角。加速度計的一一個敏感軸(x軸)與陀螺敏感軸嚴格平行,用以測量陀螺敏感軸相對水平面的傾角y。另一個敏感軸(y軸)在水平面內與陀螺敏感軸垂直,用以測量基座平面繞陀螺敏感軸的傾角β。


      光纖陀螺尋北儀利用光纖陀螺測得的地球自轉角速率水平分量和加速度計測得的陀螺軸向水平誤差角,經過解算得到固定于其上的參考軸與真北方向的夾角。采用在相差180° 的兩個方向上采樣的二位置尋北方案,可以抵消陀螺常值漂移和加速度計偏值的影響。由于陀螺的轉動位置少,因而可以大大簡化系統,是較為理想的尋北方案。




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