光纤陀螺标度因数自适应误差补偿技术研究

根据光纤陀螺（FOG）惯性测量装置的工作原理及惯性器件参数辨识的基本原理,采用传统的三轴转台标定法对光纤陀螺标度因数进行了研究。并针对光纤陀螺标度因数影响导航精度的实际工程需要,提出一种自适应误差补偿的方法,在较大程度上可以减小光纤陀螺标度因数非线性度,利用试验比对验证,结果证明该方法能有效减小光纤陀螺标度因数的非线性度误差,进而提高导航系统的使用精度。     

船用光学陀螺动态随机误差特性分析方法

惯性技术是舰船自主获取运动方位、姿态信息的重要方法之一,而激光和光纤陀螺已成为惯性导航、制导和动态精确测量的核心元器件,研究其随机误差特性对于提高舰船作战和测量具有非常重要的意义。介绍了光学陀螺随机误差特性和基于统计特性的随机误差分析方法,为更有效地测试和分析时变噪声环境下的陀螺特性,采用Allan方差(Avar)和动态Allan方差(DAVAR)来识别和分析陀螺输出数据。对比分析了纯白噪声特性和光纤陀螺实验数据中随机噪声类型和水平的辨识结果。结果表明,DAVAR能对光学陀螺长时间运行下的时变噪声特性进行有效识别和分析,准确地反映陀螺的动态特性。     

面向舰船应用的光纤陀螺工程化关键技术

光纤陀螺在国内已经进入高速发展时期,其面向舰船的应用也越来越受人瞩目.在高精度光纤陀螺工程化过程中,目前若干关键性技术仍未获得突破.本文介绍了光纤陀螺的基本原理,着重对干涉式光纤陀螺的结构和工作原理进行了说明;介绍了光纤陀螺国内外最新发展水平,以及在舰船上的应用情况;对高精度光纤陀螺工程化过程中所遇到的2项关键技术,即光纤陀螺长期温度稳定性技术和抗振技术进行了分析,并结合多年的实验经验,提出了具有实际参考意义的解决途径和措施.     

船用光纤陀螺随机漂移分析与研究

随机漂移是影响船用光纤陀螺精度的主要因素。对随机漂移进行建模并在系统中加以补偿是提高船用光纤陀螺及其导航系统精度的关键。本文对可用于精密仪器随机漂移研究的Allan方差法加以改进,将数字信号处理中加窗函数的方法应用于计算Allan方差,解决了某些频段内由于频混造成的随机漂移表征不唯一的问题。通过对光纤陀螺实测数据进行计算,得出各种随机漂移的系数,实验证明这是对光纤陀螺随机漂移进行研究的有效方法。     

基于光纤光栅的扭矩传感器

为了实现恶劣条件下对扭矩的精确稳定测量,设计并实现了一种新型的基于光纤光栅的扭矩传感器。为克服扭矩测量系统易受外界影响的缺点,设计了光纤光栅全桥光路,实现了温度和弯矩的自动补偿。通过扭矩标准装置加载试验和水下环境加载试验分别测试了其测量精确度以及水下工作性能。结果表明,该光纤光栅扭矩传感器的最大非线性误差、重复性以及水下工作稳定性均达到0.1%以内,说明该传感器不但具有良好的测量精度,而且能够在船用环境等恶劣扭矩测量条件下较好地工作。研究结果为船用环境中扭矩测量的研究与应用提供了重要参考。     

一种速率陀螺启动过程的时变增益补偿控制技术

在对陀螺启动特性研究的基础上,采用对陀螺启动特性进行补偿或时变增益控制技术,均可实现稳定控制,控制效果与陀螺提前启动的效果相当,所提供的控制方法具有实用、工程上易于实现等特点,可用于供电后陀螺有较长启动过程的水下航行器控制,并对同类工程应用有参考价值。     

船用光纤陀螺动态建模方法研究

提出了一种基于沃尔什函数(Walsh)的船用光纤陀螺动态建模方法,引入沃尔什函数可直接由光纤陀螺的时域动态标定数据得出其动态模型微分方程或连续传递函数的系数．文章有效解决了沃尔什矩阵的产生、沃尔什变换时信号采样点的选取等问题．仿真及实测数据的研究表明,该方法获得了良好的建模效果,可以应用于建立光纤陀螺的动态模型．     

光纤陀螺的发展及应用

光纤陀螺是用光学方法测量角度的一种新型敏感元件。由于它没有运动部件,因而具有制造成本低和可靠性高的优势。又由于它结构简单,只有一个激光二极管、一个光电检测器和一只利用廉价光纤制造的线圈,因而使得许多人相信,采用光纤陀螺能避免将投资用于高技术开发之中,而在惯性导航领域,这是竞争能否取得成功的先决条件之一。     

三维成像声呐在重力式码头工程中的应用

针对重力式码头水下结构检测的难题,开展三维成像声呐技术应用研究。分析三维成像声呐的工作原理和仪器构成,研究三维成像声呐应用于重力式码头工程时的测站布置、参数设置、数据处理等。通过点云图像,定性检测了水下障碍物、沉箱安放质量及冲刷淘空;定量检测了构件尺寸、沉箱错台和沉箱间隙;绘制了水下地形图。本文研究结果可为其他水下工程检测提供借鉴参考。实现了重力式码头水下结构外形测量、前沿障碍物识别、沉箱安放质量检测和基础局部冲刷淘空检测。     

微细光缆的水下应用研究综述

微细光缆是一种国际上最新研制出的直径在1mm左右的光纤缆,它与传统的光纤缆相比具有重量轻、成本低等特点,现在已越来越多地在水下工程中得到应用.文章较为详细地介绍了微细光缆在水下工程领域的应用情况,其中包括在重型鱼雷、大潜深潜水器、海底监测网络建设等方面的应用.文中分析了微细光缆应用于水下工程领域所需要解决的一些主要关键技术,并对其作了初步探讨.文章最后也给出了作者的一些初步结论和看法.     

基于快速卡尔曼滤波的SAS水下组合导航方法

合成孔径声呐(SAS)成像是基于匀速直线运动这一理想模型的,因此需要对其进行水下导航运动参数估计并确定出1条用于运动补偿的理想航迹。一般可以利用高精度的组合导航方法测量获得。文中研究了基于光纤陀螺惯导(Octans)和多普勒声速剖面仪(ADCP)等设备的SAS水下导航方法,建立组合导航系统的误差方程,并利用快速跟踪卡尔曼滤波技术进行了SAS的运动参数估计仿真。仿真结果表明,位置误差精度达到航程的0.24%,可作为SAS的水下导航方法。     

快速启动电控陀螺罗经的仿人智能控制

快速启动陀螺罗经,对提高罗经的工作性能及改善舰船战术性能具有重要意义。本文提出将多模态仿人智能控制应用于陀螺罗经的启动过程。仿真试验表明,该控制算法可有效地缩短陀螺罗经的启动时间。     

光纤陀螺寻北仪原理及其应用

陀螺寻北仪作为一种定北装置,在军事和民用定向中应用愈来愈多。此文介绍了一种新型陀螺寻北仪——光纤陀螺仪。在对光纤陀螺仪作了简单介绍的基础上,阐述了光纤陀螺寻北仪的原理及其应用。     

光纤陀螺零漂建模及在惯性导航误差方程中的应用

陀螺漂移误差是影响惯性导航系统误差的主要因素,经典的卡尔曼滤波理论应用于惯性导航系统初始对准,可以大大提高其对准精度.但陀螺漂移是无规律的有色噪声序列,需要建立漂移的数学模型将有色噪声序列转换成白噪声序列.介绍了光纤陀螺零漂数据的ARMA建模,并将其转化成状态空间模型应用于惯性导航系统的误差方程.     

舰船水下电场测量

在舰船电场隐身技术上,北约国家海军大量采用了减少舰船电场的措施,并写进了舰船建造规范。将经典电磁理论的核心内容应用到具有导电性的海水中,以舰船水下电场的特点作为切入点,从电场测量、磁性定位、倾角校正三个方面分析,阐述舰船水下电场测量的原理,并提出舰船水下电场测量系统的基本构想。     

多波束检测技术在长江深水航道和畅洲整治工程中的应用

针对长江南京以下12.5 m深水航道二期工程和畅洲标段深水、大流速工况下软体排检测、深水潜堤断面控制难题,进行多种水下检测方法的对比研究,首次将Sonic2024多波束检测技术应用于水下整治建筑物施工中软体排、深水袋装砂及水下抛石控制,通过测量得到高精度水下建筑物图像、位置和高程数据,实现了水下隐蔽工程可视化与定量化分析,起到较好的指导施工的作用。     

船模与实船水下电场相似性分析

舰船水下电场信号作为重要的物理特性已受到广泛的关注和研究。通过研制船模并进行水下电场实验室测量来了解实船水下电场分布情况,可以较好地解决舰船水下电场的海上测量较困难这一问题。通过引入相似性原理,分析比例船模的电场分布与实船电场分布的相似性关系,提出满足相似性的电场船模设计准则,实船和船模水下电场对比实验验证了相似性准则的有效性。     

光纤陀螺同步相关检测技术的设计与实现

光纤陀螺是一种典型的微弱信号检测系统。根据随机过程理论,针对陀螺噪声特点设计了数字闭环光纤陀螺实用的同步相关检测方案,并对陀螺干涉仪输出信号中出现的尖峰脉冲干扰,提出一种基于高速模拟开关的时域滤波方法。测试结果表明,此方法大大降低了陀螺的输出噪声,是将陀螺信号从强噪声中提取出来的有效手段。     

奇异值分解故障检测法在捷联惯导中的研究

陀螺仪是惯导系统的核心元件,文章针对光纤陀螺信号的特点,将奇异值分解算法（SVD）应用于陀螺故障检测中,该方法不仅能检测出单个陀螺发生故障的情况,而且还能有效地检测出两个陀螺同时发生故障的情况,有效提高了系统的可靠性。文中以六个单自由度陀螺冗余惯性导航系统为研究对象,合理地布置测点,实现了对系统中关键的部件进行状态检测,仿真结果验证该方法是可行的。     

船用陀螺罗经技术的突破性进展——光纤陀螺罗经问世

具有悠久历史的船用陀螺罗经作为现代化综合船桥系统的重要信息源,其发展动态仍令世人瞩目。前不久,美国利顿(Litton)航海系统集团研制成功的新颖光纤陀螺罗经——Navigat 2100型陀螺罗经和姿态基准系统是专为现代化综合船桥和先进的高速船设计的世界上第一套采用光纤陀螺的固态、全电子数字陀螺罗经,从而揭开了船用陀螺罗经百年历史上崭新的一页。