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    188宝金博页面版: 光纤陀螺随机噪声的实时滤波技术

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    内容提示： 第24卷第5期 2009 年 9 月 数 J ournal of 据 采 D ata 集 与 处 理 A cquisition & Processing V o 1． 24 N o ． 5 S ep ． 2 00 9 文章编号 ： 1004— 9037( 2009)05— 0671— 05 光纤 陀螺 随机噪声 的实时滤 波技术 郑智明 刘建业 赖际舟 钱伟行 祝燕华 ( 南京航空航 天大学 自动化学 院， 南京 ， 210016) 摘要 ： 针对A RM A (A uto— regressive and moving average)模型 只能对零均值序 列建模的不足 ， 建立 了一种适 用于 中低精度 光纤陀螺 (F iber optic gyroscope， F OG ) 的非零均值信 号建模 的 A RIMA 模型 ， 并利 用卡 尔曼滤波嚣抑 制FOG 的随机噪...

    文档格式：PDF | 页数：5 | 浏览次数：26 | 上传日期：2010-08-24 01:04:49 | 文档星级：
    第24卷第5期 2009 年 9 月 数 J ournal of 据 采 D ata 集 与 处 理 A cquisition & Processing V o 1． 24 N o ． 5 S ep ． 2 00 9 文章编号 ： 1004— 9037( 2009)05— 0671— 05 光纤 陀螺 随机噪声 的实时滤 波技术 郑智明 刘建业 赖际舟 钱伟行 祝燕华 ( 南京航空航 天大学 自动化学 院， 南京 ， 210016) 摘要 ： 针对A RM A (A uto— regressive and moving average)模型 只能对零均值序 列建模的不足 ， 建立 了一种适 用于 中低精度 光纤陀螺 (F iber optic gyroscope， F OG ) 的非零均值信 号建模 的 A RIMA 模型 ， 并利 用卡 尔曼滤波嚣抑 制FOG 的随机噪声 。 A llan 方差分析和 实际应用结果表 明， F OG 实测信 号通 过AR IMA 模型的卡 尔曼滤波器 ， 各 种噪 声都得到 了有 效的抑制 将基 于A RIMA 模 型的卡 尔曼滤 波误 差校 正方 法应 用于转动环境下的FOG 输 出信 号处理， 同样得到 良好 的效果 。本文提 出的方 案扩展 了A R IMA 滤波算 法的应 用范 围， 具有较 高的工 程应用价 值 。 关键词 ： 光纤陀螺； AR IMA 模型 ； 卡 尔曼滤波； Allan 方差 中图分类号 ： V 241． 5 文 献标 识码 ； A F ilter i ng T ech n iq ue on F O G R a n dom N oise a nd Its A p p li cati on Z heng Z himi ng ，L iu J ia ny e ，L a i J iz hou ，Q ian W eix ing ，Zhu Y a nhua (C ollege of A utomation E ngineering ，N anjing U niversity of A eronautics and A stronautics ，N anjing ，210016，C hina) A bstr act ：A s an a uto— reg ressive and mov ing averag e ( A R M A ) m odel can only construct the model of the z er o mean sequence ，an A R IM A m odel fo r mo deling the nonzero output of a lo w — medium accuracy fiber optic gy roscope ( F O G ) is established．T hen ，the random noise of F O G is processed by using K al man filter ，the allan v ar iance ana lysis a nd the practical application show that a K alman filter based on A R IM A model can reject the random noise of F OG ．In ad— d itio n ，th e K alm an f ilter bas ed o n A R IM A mod el is app lied to F O G sig nal p roc ess in g un der th e rotatio n co nd ition ． E xp erimen tal resu lts d em on strate that th e per for manc e of the f ilter is f eas i～ hie．T he metho d e xtends the applicatio n rang e of A R IM A mo del and has the certain va lue for engineering applicatio n． K ey words ： F 0 G ；A R IM A model ；K al man fil ter ；A lla n variance 引 言 陀螺漂移是影响捷联惯导系统精度的主要 因 素 之 一。为 了提 高 光 纤 陀 螺 ( F iber optic gyro— scope， FOG ) 的测量精度 ， 弥补 F OG 工艺质量上 的 缺陷， 必须对 FOG 输 出信号进行测试 ， 从而对其确 定性和随机性误差作精确分析、 建模 、 辨识 ， 在此基 础上对 FOG 进行误差补偿 ， 进一步提高其测量精 度。其中确定性误差可以通过标定进行补偿 ， 而随 机漂移是一种 十分复杂的随机 、 时变过程 ， 不易消 除 ， 是衡量陀螺精度的最重要指标 。 因此 ， 通过建模 对 FOG 的 随机 漂移 进行 补偿 具 有十 分重 要 的工 程 应用价值 。 静态下 F OG 的输 出可 以看成是一随机序 列， 它的特性对建模及补偿有重要 的影响。文献[ 1— 3] 采 用 自 回 归 滑 动 平 均 模 型 A RM A ( ， m ) 模 型 对 F OG 的零漂数据建模 ， 采用卡尔曼滤波器进行 滤 波 ， 得到 了较 好 的效 果 。 然 而 ， A R M A (以 ， ) 模 型 要 求输入时间序列满足零均值的特性 ， 在许多实际问 题中 ， F OG 输 出信号并不能满足该要求。为此， 本 文 结合 A R IMA 模型， 直接对 F0 G 非零均值 实测 信号建模 ， 通过建立基 于该模 型的卡尔曼滤波器 ， 实现对 中低精度F OG 实测信号 中随机漂移的有效 基金项 目： 国家 自然科学基金 (60702003)资助项 目； 航空科学基金 (04D52030) 资助项 目。 收稿 日期 ： 2008— 01— 17； 修订 日期 ： 2008— 02— 04

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