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基于四位置法旋轉調制尋北儀的軸向擺動分析
- 2020-04-27-

       四位置尋北法是尋北儀尋北方法中精度最高,系統組成最簡單的尋北方法。無論轉臺臺面傾斜與否,只需要一個陀螺即可完成尋北。但是在實際中,轉臺轉軸肯定會有一定程度的擺動,這會使尋北精度大大降低。為了分析和解決這一問題,對轉軸擺動情況下經過加速度計補償后分別進行尋北仿真。仿真結果表明,在轉軸擺動稍大的情況下,傳統旋轉調制尋北方法尋北誤差很大,無法進行尋北;在經過加速度對擺動角進行補償后,無論轉軸擺動多么劇烈,尋北結果都沒有很大波動,可以達到尋北要求。從而可以大大減小對尋北儀樣機機械加工的精密程度要求,大大減小加工成本。

       基于旋轉調制的尋北儀是一種快速、高精度的全天候自主定向裝置,在軍事、民用領域都有重要用途。軍事上可為導彈、雷達、火炮、魚雷、飛機、艦船、車輛等提供方位基準,同時在隧道施工、礦山開采、大地測量、資源勘測等民用工程中也越來越顯示出廣闊的應用前景"。

       隨著光學陀螺的發展,捷聯式尋北儀成為研究的熱點,其具有結構簡單,尋北時間短,尋北精度較高的顯著優點?;谛D調制的尋北方案甲主要有二位置法,四位置法和連續旋轉法。很多文獻都對尋北誤差進行了詳細的分析以及誤差補償方法,但是還沒有對轉臺軸向擺動有過較深人的研究。轉軸的擺動與轉臺臺面傾斜不同,在沒有轉軸擺動的情況下,轉臺臺面傾斜旋轉過程中臺面上陀螺的俯仰角和橫滾角自始至終不會有變化。但是如果有轉軸軸向擺動,則可能會使旋轉過程中每個位置的俯仰角和橫滾角都不相同,若按照經典的四位置尋北公式進行結算則會引人很大的尋北誤差。本文基于四位置旋轉調制方法對轉軸擺動情況進行分析并采用加速度計進行補償,仿真結果表明在轉軸擺動稍大的情況下,旋轉調制尋北方法尋北誤差很大,無法進行尋北;在經過加速度對擺動角進行補償后,無論轉軸擺動多么劇烈,尋北結果都.沒有很大波動,可以達到尋北要求,從而可以大大減小對尋北儀樣機機械加工的精密程度要求,大大減小加工成本。

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