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陀螺寻北仪原理

(2010-07-19 20:46:29)
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杂谈

1. 解析式快速寻北原理

具有解析式快速寻北主要由惯性敏感器组件,水平转台、基座(含减震器)、控制线路及计算机等。惯性敏感器组件主要由挠性陀螺和加速度计表构成,用来敏感地球自转角速度和重力加速度。

2. 地球自转角速度的分解

地球自转角速度 15.0411/h, 7.29213101e-5rad/s)矢量平行地轴,北向为正。在地球表面上任意一点P,其处的自转角速度可以被分解为垂直分量和水平分量 ,P点的纬度值,真北方位是指地球自转角速度的水平分量方向。

3. 台体水平状态下的陀螺寻北原理

寻北式 方位垂直基准所选挠性陀螺为双轴速率陀螺,它有两个正交的输入XY和对应的两个输出轴,转子轴为Z轴。为了消除垂直分量的影响,总是希望陀螺工作的XY轴处于水平面内(或尽可能接近水平状态),此时,两轴所敏感到的地速水平分量与其寻北夹角有关,

 

2.3 矢量分解图

 =     (2-1)

 

 =     (2-2)

陀螺对角速度的测量实际上是通过测量两轴伺服回路加到陀螺力矩器上的电流来完成的,即:

 =                   (2-3)

 =                   (2-3)

式中的 、 为陀螺的刻度因数,将以上两式左右相除,并设 =,则有y轴的偏角为                

                     (2-4)

上式是在假设陀螺本身不存在漂移,刻度因数不变的情况下成立的,但它实际上是存在各种漂移量和系数变化的。为了消除常值漂移对寻北的影响,最简单的方法是将转台旋转180之后,对XY轴再次采样。对于水平状态,初始位置测量值为

 = +                  (2-5)

 = +               (2-6)

式中 、 为常值漂移项,在转动180 º之后的测量值为

 = - +             (2-7)

 = - +             (2-8)

(2-5) 式 — (2-7) 式,并除以2

- =                  (2-9)

(2-6) 式 — (2-8) 式,并除以2

   - =                 (2-10)

(2-9) 式除以 (2-10)                            (2-11)

=                       (2-12)

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