[發明專利]一種基于光纖陀螺的連續旋轉式尋北方法

在審

• 申請號: 201510248713.4
• 申請日: 2015-05-15
• 公開（公告）號: CN104848846A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 胡承文;周一覽;舒曉武;劉承
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01C17/00
• 分類號: G01C17/00;G01C19/72
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種基于光纖陀螺的連續旋轉式尋北方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)確定轉臺的轉動速率ω(°/s)及尋北時間T₀，則光纖陀螺輸出信號中有效信號的頻率為?通過漢明(Hamming)窗設計N階FIR低通數字濾波器，濾波器的截止頻率是得到N+1個濾波因子{b₁,b₂,…,b_N,b_N+1}；

(2)調整轉臺，使轉臺轉軸垂直于水平面，將作為敏感元件的光纖陀螺固定在轉臺中心，使光纖陀螺輸入軸垂直于轉臺轉動軸，并對準轉臺上的待測定的初始位置，初始位置和真北方向的夾角即為所求的尋北方位角；

(3)當轉臺以轉速ω勻速轉動時，分別采集光纖陀螺輸出數據{y_i}及其對應的轉臺角度值{θ_i}；

(4)將步驟(3)采集到的光纖陀螺輸出數據{y_i}與數字濾波器濾波因子{b₁,b₂,…,b_N,b_N+1}進行卷積運算得到濾波后的光纖陀螺輸出數據

(5)當濾波后的光纖陀螺輸出數據達到M個時，將和其對應的{θ_i}代入遞推最小二乘算法的初值計算公式得到初始估計參數矩陣P和X；

(6)后續采集到的每個光纖陀螺輸出數據y_i依次進行濾波操作，將每個濾波后的輸出數據和其對應的轉臺角度θ_i代入遞推最小二乘算法的遞推公式解算得到尋北方位角；

(7)重復步驟(6)的操作，直至尋北時間達到步驟(1)設定的尋北時間T₀，尋北結束，得到尋北方位角。

2.根據權利要求1所述的一種基于光纖陀螺的連續旋轉式尋北方法，其特征在于，所述步驟(4)具體為：對光纖陀螺輸出數據{y_i}進行實時濾波得到濾波后數據

。

3.根據權利要求1所述的一種基于光纖陀螺的連續旋轉式尋北方法，其特征在于，所述步驟(5)具體為：

式中T為光纖陀螺輸出的采樣周期；

P＝(h0^T*h0)^-1

X＝P*h0^T*Z0?。

4.根據權利要求1所述的一種基于光纖陀螺的連續旋轉式尋北方法，其特征在于，所述步驟(6)中，最小二乘算法的遞推公式如下：

H＝[cosθ_i?-sinθ_i?1]

C＝H*P*H^T

其中α_i為遞推得到的尋北方位角。