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论文以军事科研任务“自行武器动态试验模拟设备”为背景,对基于机抖激光陀螺的捷联姿态谱测量系统进行了全面深入的理论和实验研究,并在此基础上研制出了自行武器路谱测量系统并投入使用。论文主要工作如下:1.对激光陀螺捷联姿态路谱测量系统的理论进行了系统的研究,得到了姿态路谱测量系统的理论描述模型和误差描述模型。2.设计、研制了一套激光陀螺姿态路谱测量系统并应用于军事领域,包括系统结构设计、激光陀螺的选择和测试、激光陀螺安装基座的设计和仿真,激光陀螺信号处理电路的设计等。3.对捷联系统中的圆锥运动进行了深入的研究,并用经典圆锥运动对姿态算法的漂移进行了仿真计算;推导了机抖激光陀螺系统中二频圆锥误差的计算公式,为机抖激光陀螺构成的系统估计抖动圆锥误差提供了参考依据。4.根据系统误差方程,分析了系统的误差传播特性,推导出静基座条件下姿态测量误差与系统中各误差源之间的解析表达式,并进行了仿真分析。针对姿态谱测量系统在路谱测量中的典型应用,建立了系统的动态误差方程和Simulink仿真模型,并进行了全面的动态仿真分析。5.推导了基于三轴转台的用于标定系统中激光陀螺刻度因子误差和安装误差的公式。实验结果表明激光陀螺标度因数的误差优于1.5ppm,安装误差优于2.2″。6.对静基座条件下机抖激光陀螺捷联姿态路谱测量系统的初始对准方法进行了研究,并针对车载应用较多的最优两位置对准和测漂方法进行了理论和实验研究。实验结果表明路谱测量系统的水平对准精度优于12″,航向角对准精度优于1.2′,三个激光陀螺的常值漂移标定精度优于0.023′/hr。7.对所研制的姿态路谱测量系统进行了全面的性能测试包括静态性能测试、高低温测试、精度测试、角速度性能测试、车载动态测试以及工程实际应用等。结果表明所研制系统的合理性和理论模型的正确性,系统10min内的姿态测量精度达到22″。