[发明专利]一种针对陀螺仪随机游走噪声的精细滤波方法与测试平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对陀螺仪随机游走噪声的精细滤波方法与测试平台，该姿控系统可用于验证包括飞行器精细滤波方法在内的多种滤波方法；针对陀螺仪的随机游走噪声提出了一种精细滤波方法对其加以抵消与抑制，该方法能显著提高陀螺仪的滤波精度，进一步改善姿控系统的控制性能。

背景技术

陀螺仪作为敏感角运动的一种装置，它不仅是运载体航行驾驶的重要仪器仪表，而且是运载体控制系统、惯性导航系统和惯性制导系统的核心元件。陀螺仪在各种运载体的测量、控制和导航中有着重要应用，运载体的测量、导航和控制精度很大程度上取决于陀螺仪精度，而陀螺仪精度受限于其噪声影响。在飞行器姿控系统中所选用的陀螺仪型号已经确定的情况下，难以再从硬件上继续提高姿态信息的测量精度。因此，从滤波方法上进一步提高陀螺仪测量精度，进而改善控制性能是一种重要思路。2004年发表于期刊《中国惯性技术学报》的文献《光纤陀螺随机游走系数的分析研究》指出随机游走噪声是陀螺仪工作时的主要噪声之一，成为衡量陀螺仪噪声水平的重要指标，因此，抑制随机游走噪声对提高飞行器姿态控制精度至关重要，研究针对陀螺仪随机游走噪声的精细滤波方法具有重要意义。

姿控系统测试平台已经在飞行器研制过程中得到了广泛应用，国内航天五院502所、航天八院812所，还有哈工大、清华、北航等高校都曾研制出姿控系统测试平台，但现有的姿控系统测试平台通常针对特定型号的飞行器而研制，未见专用于研究陀螺仪对姿控系统性能影响的测试平台，更无法用于针对陀螺仪噪声的精细滤波方法的测试、分析与评估。中国专利CN101576750B和中国专利CN101554926B都涉及了航天器的姿控系统，但两者都未针对陀螺仪噪声的滤波方法进行研究。目前的姿控系统测试平台还无法用于研究针对陀螺仪噪声的滤波方法，多种针对陀螺仪噪声的滤波方法也无法在姿控系统测试平台上完成分析、测试与评估。

发明内容

本发明的技术解决问题是：所设计的一种针对陀螺仪随机游走噪声的精细滤波方法与测试平台，克服现有姿控系统测试平台对陀螺仪噪声研究缺失的问题，该测试平台可以研究飞行器飞行过程中姿态信息的主要敏感器件陀螺仪噪声对姿控系统控制精度的影响。针对陀螺仪随机游走噪声提出一种精细滤波方法，抵消并抑制陀螺仪随机游走噪声，该方法提高了滤波精度，改善了控制性能。