作者单位
摘要
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学 南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
对于雷达天线伺服跟踪这种高动态应用环境,传统的有限脉冲响应(Finite impulse response, FIR)低通滤波抖动解调引入的时间延迟会导致较大的跟踪误差。为了解决时间延迟问题,文中提出一种FIR滤波与抖动剥除相结合的测量方法,FIR实现具有时延的精确解调,抖动剥除对FIR延迟时间段进行精确补偿。抖动剥除基于相关抵消原理,通过Kalman滤波对陀螺抖动剥除增益因子进行动态跟踪,并对时延前后的抖动量进行实时计算。文中对无延时测量方法进行了激光陀螺实验测试,测试结果表明:该测量方法能够对FIR时延时间段的抖动量进行精确计算,抖动剥除精度优于0.5″,实现了陀螺无延迟测量。FIR滤波和抖动剥除相结合兼顾了激光陀螺的高精度和实时性,具有很好的应用前景。
激光陀螺 FIR滤波 抖动剥除 Kalman滤波 ring laser gyroscope FIR filtering dither stripping Kalman filter 
红外与激光工程
2023, 52(11): 20230171
作者单位
摘要
1 北京自动化控制设备研究所,北京 100074
2 空军装备部驻北京地区第二军事代表室,北京 100074
空间三轴激光陀螺是一种将三个敏感环路正交集成于一块微晶玻璃基体上的空间激光陀螺,在航空、航天、**等领域得到了广泛应用。随着军用装备对高性能激光陀螺长期通电性能稳定性的要求不断提高,提高激光陀螺长期通电性能稳定性、延长激光陀螺工作寿命已成为国内外激光陀螺专业领域研究人员共同关注的重要课题。国外多项专利提到了微晶玻璃中的Li+在电场的作用下发生迁移并影响激光陀螺工作寿命,但未见具体研究。文中对空间三轴激光陀螺开展了通电寿命试验,并结合飞行时间二次离子质谱分析技术,研究了放电区微晶玻璃LAS (Li2O-Al2O3-SiO2)表面的Li+迁移现象,结果表明:微晶玻璃中Li+在激光陀螺电场及谐振腔内等离子体的作用下向谐振腔方向迁移,并脱离微晶玻璃进入谐振腔,然后随等离子体流动,最终沉积在阴极表面。该结果对提高激光陀螺长期通电性能稳定性、延长工作寿命等相关研究具有重要推进作用。
离子迁移 激光陀螺 等离子体 锂离子 ion migration laser gyroscope plasma Li ion 
红外与激光工程
2023, 52(7): 20220819
作者单位
摘要
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学 南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
在船载试验环境中,电磁里程仪的速度会受到洋流速度的影响。对于激光惯导/里程仪组合导航系统,洋流速度的存在会影响组合导航系统相关参数的标定。为克服洋流速度对标定结果的影响,论文在原有标定参数基础上将洋流速度建模为额外Kalman滤波状态量,并采用GNSS位置、速度信息作为滤波观测量来对参数进行估计。文中从里程仪的标定观测方程出发,分析了洋流速度对里程仪比例因子、安装误差角等误差参数标定结果的影响,以及不同误差参数之间的耦合关系;基于可观性分析理论研究了洋流速度及相关参数的可观测性,并确定了适用于洋流速度估计的标定路径。仿真及试验结果表明,经过几次转弯机动之后,包括洋流速度在内的所有标定参数均可收敛到一个准确值,有效解决了洋流速度对其他标定参数的影响。海试试验验证了文中方法的可行性。
激光惯导 里程仪 洋流速度 参数标定 ring laser gyroscope INS electromagnetic log current velocity parameter calibration 
红外与激光工程
2023, 52(6): 20230142
作者单位
摘要
1 北京航天时代激光导航技术有限责任公司, 北京 10
2 北京航天时代激光导航技术有限责任公司, 北京 100094
该文理论分析了二频机抖激光陀螺抖动轴和敏感轴间的失准角对陀螺精度的影响。基于刚体欧拉动力学方程建立了机抖激光陀螺动力学模型, 利用刚体绕任意轴转动惯量的计算方法, 计算了抖动轴失准角引起的陀螺腔体在陀螺坐标下的惯性积变化, 对陀螺高频抖动时由腔体惯性积产生的横侧向力矩引起陀螺敏感轴横侧向变形进而激发单表级圆锥误差的过程进行了定量计算。结果表明, 高精度应用场合抖动轴失准角应小于5′。
激光陀螺 捷联惯组 失准角 laser gyroscope strapdown inertial measurement unit misalignment angle 
压电与声光
2022, 44(6): 985
作者单位
摘要
1 西安石油大学理学院, 陕西 西安710065
2 中国科学院国家授时中心量子频标研究室, 陕西 西安710600
3 湖南二零八先进科技有限公司, 湖南 长沙410006
大型激光陀螺是一种基于Sagnac效应的惯性传感器。随着尺寸的增加, 基模运转和增益成为重要参数。针对镜片匹配、放电电流大小及腔长等, 计算了ABCD矩阵与高斯光束的特征参数, 验证了不同边长下环形谐振腔腰斑位置及放电电流对光阑的影响。实验结果表明, 出光阈值处光斑质量最优, 光斑最为平整, 比值接近于1且对称结构有利于高效读取信号。这对大型激光陀螺腔体设计具有一定的参考意义。
激光陀螺 谐振腔 腰斑半径 光学矩阵 高斯光束 laser gyroscope resonant cavity waist spot radius optical matrix Gaussian beam 
红外
2022, 43(2): 44
作者单位
摘要
火箭军工程大学导弹工程学院, 陕西 西安 710025
针对传统小波函数处理激光陀螺仪输出信号存在的问题,提出一种含参数的阈值函数、自适应确定最优的分解层数和最优阈值相结合的小波阈值降噪方法。首先提出新的自适应阈值函数,然后基于最大能量熵原则计算小波比例能量熵以自适应确定小波最优的分解层数,并使用SURE(Stein Unbiased Risk Estimator)无偏估计原则与牛顿迭代法的结合方法自适应确定信号随时间变化的最优阈值,最后利用实测数据和Allan方差分析进行实验验证。实验结果表明,无论是静态激光陀螺仪信号还是动态激光捷联惯组信号,改进的自适应小波降噪方法的降噪效果优于传统的小波降噪方法以及标准卡尔曼滤波方法,且该方法处理后的信号精度更高、均方误差更小和噪声系数更小,有效抑制噪声对激光陀螺仪输出信号的干扰。
探测器 激光陀螺仪 小波阈值降噪 最优阈值 最优分解层数 Allan方差 
激光与光电子学进展
2020, 57(21): 210401
作者单位
摘要
1 西安石油大学理学院,陕西 西安 710065
2 中国科学院国家授时中心量子频标研究室,陕西 西安 710600
大型激光陀螺仪的标度因数对环形腔的几何形变有很强的依赖性。根据大型激光陀螺仪的结构和工作特性,对影响测量精度的关键技术进行了研究,并对影响标度因数的环形腔的几何形变进行了计算分析,得到了环形腔几何形变后的标度因数变化情况。此外,还提出了环形腔发生几何形变时标度因数的优化方法,并给出了温度和应力对标度因数影响的变化量。结论认为,在生产条件、工作环境和腔体结构相同的情况下,对标度因数进行补偿将有利于大型激光陀螺仪测量精度的提高。
激光陀螺仪 环形腔 光路结构 几何形状 laser gyroscope ring cavity optical structure geometrical shape 
红外
2020, 41(8): 36
作者单位
摘要
中国人民解放军92941部队43分队, 辽宁 葫芦岛 125001
针对频域内分析惯导误差比较繁琐的问题,在时域内结合惯导误差微分方程及误差协方差黎卡提方程,分析了双轴旋转调制对惯性测量组件系统性误差及随机性误差的调制机理。结合激光陀螺双轴旋转调制惯导的特点,采用仿真实验和实际实验相结合的方法对相关分析进行了验证。实验导航误差结果表明双轴旋转调制能够调制系统性误差的影响,但不能调制随机性误差的影响,该结论有助于指导高精度长航时惯导设计时惯性器件的选择。
激光陀螺 双轴旋转调制 系统性误差 随机性误差 误差分析 ring laser gyroscope dual-axis rotation modulation systematic error random error error analysis 
光学与光电技术
2020, 18(3): 100
作者单位
摘要
火箭军工程大学导弹工程学院, 陕西 西安 710025
基于静态Allan方差分析方法无法有效分析和辨识动态工况下激光陀螺仪的随机误差,也无法给动态工况下激光陀螺仪的随机误差补偿提供准确依据。为此,提出时间框动态Allan方差分析方法,利用分段建模对随机误差项进行动态Allan方差分析和辨识。建立灰色GM(1,1)预测模型,对辨识出的随机误差参数项进行预测,针对传统GM(1,1)预测模型因数据不全存在波动大的问题,基于小波滤波平滑处理原始数据,并利用残差修正模型改进GM(1,1)预测模型。实验结果表明,针对激光陀螺仪在同一工况下的随机误差系数,改进GM(1,1)模型预测算法的预测精度高于传统GM(1,1)模型预测算法的预测精度。
探测器 Allan方差分析 激光陀螺仪 随机误差 灰色预测 GM(1 1)预测模型 小波 
光学学报
2020, 40(12): 1204001
作者单位
摘要
1 上海大学机电工程与自动化学院, 上海 200072
2 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
针对目前人工进行光束精密耦合所存在的装配效率低,质量一致性差的问题,开发出了一套激光陀螺光束精密耦合装配系统。分析了激光陀螺光束精密耦合原理,发现耦合光束的光场强度具有高斯分布特点,提出了光电探测器位姿的调整方法。分析了合光棱镜转动时的光路变化,提出了合光棱镜位姿的调整方法。并制定了光电探测器位置和合光棱镜位姿调整策略。依据上述调整方法和策略,在激光陀螺光束精密耦合系统上进行了光束耦合装配实验,实验结果表明该实验装配平台能够完成光束精密耦合装配任务。
激光光学 激光陀螺 光束精密耦合 调整方法 调整策略 
中国激光
2020, 47(6): 0601009

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