一种单目相机/三轴陀螺仪/里程计紧组合导航算法

针对车载基于MEMS-IMU/里程计/GPS组合导航系统在无GPS信号情况下,定位误差发散较快问题,提出一种基于单目相机/三轴陀螺仪/里程计紧组合导航方法,实现了较高精度定位。该方法分为初始化阶段和导航阶段两部分,在初始化阶段,通过三轴陀螺仪和里程计在线估算单目相机的尺度因子;在导航阶段,先通过基于三轴陀螺仪/里程计的航位推算实时解算载体位姿,再将单目相机观测到的带有尺度因子的特征点作为观测量,通过非线性优化方法,估计出载体位姿误差并进行修正。利用四轮小车开展算法验证实验表明,室外非闭环情况下累积误差约为里程的1.9%,在室外闭环情况下累积误差为里程的0.5%。     

Z轴硅微机械陀螺仪的机电接口模型分析

为提高z轴硅微机械陀螺仪信噪比，分析了陀螺仪机电接口中的电容和电阻。文中以z轴硅微机械陀螺仪的理论模型为对象，建立了陀螺仪机电接口模型，分析了模型中寄生电容和电阻对有用信号和噪声的影响。分析结果表明：寄生电容会削弱有用信号，且布线与活动结构间的电容对输出有很大的影响，而寄生电阻会产生噪声。最后，提出了采用新工艺和合理的布线方法以减小寄生电容和电阻，从而提高信噪比。     

硅微机械谐振式陀螺仪

介绍了硅微机械谐振式陀螺仪的工作原理，给出了硅微机械谐振式陀螺仪的动力学方程详尽推导。针对此方程进行仿真研究，对结构设计参数进行了估计。研究表明，硅微机械谐振式陀螺仪是一种很有发展前途的新型陀螺仪。     

微光机电(MOEMS)陀螺的技术及发展

提出微光机电(MOEMS)惯性器件技术，对其优势和研究价值进行了理论分析。介绍了国外MOEMS陀螺的工作原理、结构、性能指标及研究状况，初步探讨了微光机电陀螺的应用前景和技术发展途径，以及惯性器件的发展方向。     

提高液浮速率陀螺仪可靠性的技术研究

针对某型液浮速率陀螺仪产品存在漂移率大、零位位置误差大、输出后效大、功耗高等缺点，通过提高浮子组件的同轴度，采用叉簧扭杆，改进信号器加工工艺和真空充液工艺，加装液浮速率陀螺仪自检接口等手段，提高了产品的可靠性。     

微机械陀螺仪结构误差的控制技术

研究了与加工精度相关的结构误差以及结构参数随环境改变产生的仪表误差。在分析机理的前提下,提出了采用数字控制技术来抑制陀螺结构误差的技术方案,即结构的反馈解耦控制,驱动模态的恒频恒幅控制以及检测模态的力反馈解耦控制。利用平均和摄动理论分别对上述控制回路进行建模,并给出了仿真结果。分析和仿真结果表明,上述控制方案能有效消除结构的耦合运动,降低陀螺输出对结构参数的依赖。     

壳体旋转对由恒速磁场引起的漂移误差的调制作用

陀螺仪通过外加旋转磁场恒速时,如果磁场旋转轴与转子动量矩轴不重合,将产生干扰力矩引起自由转子陀螺仪的漂移误差。文中建立了壳体翻滚的运动坐标系,分析了静止坐标系、平台坐标系、壳体坐标系、光电传感器坐标系之间的运动关系;最后从理论上证明了壳体旋转对该项漂移误差的调制作用。分析结果对于研制静电陀螺仪壳体旋转系统具有一定的参考价值。     

核磁共振陀螺仪分析及发展方向

论述了核磁共振陀螺仪的基本原理,跟踪了国际上几种核磁共振陀螺仪,重点讨论了最有前景的低温超导核磁共振陀螺仪.随着低温和超导量子干涉仪与核磁共振技术的结合,将突破核磁共振陀螺仪的微弱信号提取等关键技术难点，指出了低温超导核磁共振陀螺仪是核磁共振陀螺仪的发方向，其精度高，寿命长等优点将带来可观的前景.     

基于SSA-BP网络模型的Hong-Ou-Mandel干涉时延测量研究及其在量子陀螺仪中的应用

作为航空航天导航系统的重要器件,高灵敏度的光学陀螺仪一直是国内外科研工作者的研究重点.经典光学陀螺仪因真空零点波动使其灵敏度受到散粒噪声极限的制约,无法满足日益发展的量子导航需求.本文提出了基于频率纠缠源及Hong-Ou-Mandel (HOM)干涉的量子陀螺仪方案,利用SSA-BP神经网络模型模拟不同的泵浦光和非线性晶体参数,以预测HOM干涉图谱的特性参量干涉可见度及干涉宽度.结合量子Fisher信息理论,获得时延差的最大量子Fisher信息可达1.999,计算得出时延差的不确定度与散粒噪声极限的最小比值为0.707,并依据量子陀螺仪时延差与旋转角速度的关系,验证出旋转角速度的测量灵敏度较经典光学陀螺仪提高了2个数量级.证明上述方案可以实现超越散粒噪声极限的测量灵敏度,能为后续量子陀螺仪的实验验证提供理论支持.     

新型陀螺仪转子表面的测量及对陀螺性能的影响

提出了一种新的陀螺转子表面测量技术，它采用光强调制式的单光纤传感器作为测量元件。系统测试(0～100μ)结果显示：相应的灵敏度为2．5mV／μm，精度等级优于1％，重复性优于0．5％。设计了一种适用于陀螺转子表面测量的系统，其测量精度达到0．005μm。以直径38mm的实心陀螺转子球为例介绍了整个系统的组成及其工作过程，给出了两种转子表面图形绘制法(墨克脱投影法和三维表面重现法)和该陀螺转子的三维表面测量图；最后分析了图形的存在引起的转子表面不规则对陀螺性能的负影响，这些参数可以用来预测陀螺漂移性能。陀螺；转子表面测量；光纤传感器；二维旋转台；表面图的绘制