《高精度雙軸旋轉光纖陀螺慣性測量裝置》是依託北京理工大學，由鄧志紅擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：高精度雙軸旋轉光纖陀螺慣性測量裝置
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：鄧志紅
- 項目類別：專項基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
結合國家重大發展戰略需求，針對航母和戰略核潛艇等大型載體長航時高精度導航的需求，在對國內外相關技術分析的基礎上，提出研製一種雙軸旋轉光纖陀螺慣性測量裝置，從旋轉方案最佳化設計、初始對準與線上自標定以及旋轉機構設計三個方面開展研究，通過對其中關鍵技術的研究和突破，綜合提升系統的精度與性能；在理論和方法研究的基礎上，研製出導航精度優於1.0nmile/12hr的雙軸旋轉光纖陀螺慣性測量裝置原理樣機，以推進我國船用慣導向高精度、長航時和低成本方向發展。本項目的研究成果不僅可以套用到水面艦船、大型海上平台、核潛艇以及水下無人潛器，亦可推廣套用到戰略轟炸機、偵察機等需要長航時工作的載體上，套用前景廣闊，對推動相關領域的技術發展具有重要的意義。
結題摘要
21世紀是海洋的世紀，由於海洋在經濟和戰略上的特殊地位，各國都加強了海上防禦力量及對海洋資源的開發和利用。水下潛器和大型航母是重要的海洋開發和防禦平台，其戰略地位顯而易見。基於水下潛器和大型水面艦船對慣導系統長航時、低成本、高可靠導航能力的迫切需求，鑒於光纖陀螺的高精度潛力、全固態特點和低成本優勢，本項目開展長航時高精度雙軸旋轉光纖陀螺慣性測量裝置研究，通過旋轉調製誤差控制方法與技術的突破，有效地降低成本、提高運載平台長航時導航能力。本項目主要成果:1. 基於旋轉調製的導航誤差抑制機理與方法。建立了雙軸旋轉調製慣導系統誤差傳播方程，明確了旋轉調製對各類誤差源抑制機理；基於平均零偏空間因數建立了旋轉調製方式和調製效果間的映射關係，確定了雙軸旋轉調製的基本原則；提出了基於指令角速度修正的載體運動隔離方法，為實現中精度光纖陀螺長航時誤差發散抑制奠定了基礎。2. 旋轉調製方式下初始對準與線上自標定方法。提出了基於“當地凝固慣性系”的動基座粗對準方法和基於比力外觀測信息的精對準方法，並提出了連續-離散粒子濾波方法實現對準；建立了基於總體最小二乘的多位置標定方法，解決了無基準信息時線上標定的難題；提出了抑制IMU旋轉引起的尺寸效應和軸系非正交角耦合誤差的線上標定方法，提高了長航時導航精度。3. 旋轉機構結構設計與旋轉控制算法。分析了軸系非正交角、旋轉控制誤差對旋轉調製效果的影響機理；設計了雙軸旋轉機構；提出了一種自抗擾-變結構複合旋轉控制方法，並給出了融合控制策略，有效減小了旋轉機構的轉速控制誤差和超調角，保證了旋轉調製效果的實現。 研製成功了雙軸旋轉光纖陀螺慣性測量裝置原理樣機研製，達到了導航精度優於1nmile/12h的指標要求。 在本領域發表論文22篇，出版著作1部；獲授權發明專利12項，受理髮明專利10項；培養研究生9名；完成國防科技成果鑑定1項。成果已轉入973項目研究。項目成員獲國家自然科學基金優秀青年基金資助；項目組通過積極參加亞洲控制會議等相關學術會議，與國外同行進入了深入的交流。本項目成果不僅可套用到水面艦船、大型海上平台、核潛艇以及水下無人潛器，亦可推廣套用到戰略轟炸機等需要長航時導航的載體上，套用前景廣闊，對推動相關領域的技術發展具有重要的意義。
