● 摘要
数字闭环光纤陀螺是惯性导航系统中的重要器件,随着其技术不断发展,其在空间应用的技术也逐渐成熟。但是由于空间环境的恶劣性和各种突发事件的未知性,容易造成陀螺精度降低甚至发生故障,给陀螺空间应用提出了更高要求。本课题以光纤陀螺空间应用为背景,研究空间环境下陀螺在轨自主检测技术,为陀螺空间应用提供检测性能降低及故障产生的手段。针对该目的,本文开展了以下方面的研究工作:1、论述了课题研究背景及意义,调研了国内外光纤陀螺空间应用现状及陀螺自主检测功能现状,重点调研了陀螺自主检测技术国内外发展及应用情况。2、分析空间环境情况以及空间环境对光纤陀螺的影响,根据分析结果选择合适的在轨自主检测参数。通过对陀螺光路和电路在空间环境下的分析,得出陀螺增益受空间环境影响明显的结论,选择了陀螺增益作为自主检测参数。3、针对选择的自主检测参数,结合陀螺实际结构,提出参数的自主检测办法,并进行理论分析和仿真验证。将陀螺增益分为环路增益、前向通道增益和反馈通道增益,分别提出了伪随机相关估计,光电探测器直流估计及综合估计的办法来检测增益的变化。4、以陀螺为基本平台,利用其自身的硬件资源,实现光纤陀螺的参数在轨自主检测功能,并对实现进行仿真分析。主要利用Verilog HDL语言和汇编语言在FPGA和DSP中对检测算法进行了实现。5、通过实验,验证本文提出自主检测算法的有效性。实验包括了增益估计用伪随机序列的产生、伪随机相关解调、增益与相关输出的变化趋势等。结果表明,本文采用的检测算法能够有效的估计出陀螺的增益。
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