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。

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。

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。

基于旋转调制的自补偿技术是进一步提高激光陀螺仪捷联惯导系统导航精度的有效方法。研究了旋转调制捷联惯导系统中的激光陀螺仪误差补偿方法。建立旋转式捷联惯导系统激光陀螺仪的误差传播方程，分析激光陀螺仪旋转误差效应及误差传播特性，在此基础上建立了调制策略编排目标函数；研究了双轴交替旋转调制模式下的调制策略编排方案，提出了一种改进的16次序双轴交替旋转调制方法，建立了基于双轴转动角速度的动态误差方程，实现了转动过程中激光陀螺仪的常值项误差、标度因数误差、安装误差的有效补偿，进一步抑制速度误差积累所引起的位置误差。仿真结果验证了该方法的有效性，提高了捷联惯导系统导航精度，可为旋转调制光学捷联惯导系统设计提供理论参考。

机械抖动机构是抖动偏频激光陀螺仪中的一个精密机电元件,为了提高陀螺的精度,消除抖动偏频的动态闭锁误差,需向正弦信号中注入随机噪声,使抖动幅度在一定范围内随机变化,达到消除动态闭锁误差的目的。通过Multisim软件对加入噪声以及锁相器的抖动环控制电路进行仿真分析,仿真结果得到了改进电路后抖动电路的驱动信号。

机械抖动机构是激光陀螺仪中的一个精密机电元件,为了提高陀螺的精度,消除抖动偏频的动态闭锁误差,需要对抖动环的误差进行分析,并对该环节进行检测。通过对抖动环的误差、随机噪声的分析研究,给出了抖动环的测试方案,并用单片机实现了伪随机码产生的方法,通过理论分析说明减少各个环节的误差的重要性以及加入随机噪声可以有效地消除动态锁区的原理。

介绍了一种新型半导体环形激光陀螺仪,它集合了传统HeNe激光陀螺仪简单的结构方案和光纤陀螺仪成本低廉的优点.从理论上分析了该陀螺仪的精度,及其与各参数之间的关系,并提出了信号读出和转向判别的处理方法.最后,从集成光学的角度,给出了单片的半导体激光陀螺仪的设计结构.理论计算表明,当无源环形波导谐振腔的直径为40mm时,单片的集成光学半导体激光陀螺仪的精度可以达到0.032rad/s.