捷联惯导系统惯性器件的温度误差补偿

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航空、航天等领域的技术水平在不断提高,这也对惯性器件的精度提出了更高的要求。温度变化时,惯性器件的输出存在一定的漂移,因此需要进行补偿。论文介绍了石英挠性加速度计和光纤陀螺的工作原理,总结了石英挠性加速度计和光纤陀螺在工作过程中存在的各种误差,分析了温度对两者输出产生影响的作用机理,分别建立了石英挠性加速度计和光纤陀螺的温度误差模型,达到了系统要求的补偿目的。石英挠性加速度计的温度误差模型主要包括零偏温度误差和标度因数温度误差。根据作用机理,零偏和标度因数的温度误差模型均为高阶多项式,采用线性回归分析法确定了模型阶次。在此基础上,论文设计试验,建立石英挠性加速度计的温度误差模型,并验证了模型的有效性和重复性。环境温度变化使光纤环存在温度梯度,温度梯度会使陀螺输出产生非互易性误差,这就是Shupe效应,是造成光纤陀螺温度误差的主要原因。对Shupe效应误差进行量化分析,发现其大小与环境温度变化率存在线性关系。在此基础上,论文设计试验,建立光纤陀螺的温度误差模型,并验证了模型的有效性和重复性。最后,论文给出了在实际工程中对惯导系统中石英挠性加速度计和光纤陀螺温度误差进行建模和实时补偿的实现方法。对加速度计来说,零偏和标度因数的温度误差模型需要分别标定,并且需要使用不同的设备来进行试验,因此需按照所给出的步骤来建模;而对光纤陀螺进行实时补偿时,由于模型中涉及温度变化率,论文给出了温度变化率的计算方法和实时更新方法。最终的结果表明论文提出的建模和补偿方案可以实时对惯导系统中的加计和陀螺输出起到较好的补偿效果,具有较高的工程意义和实用价值。
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