我院楊志強教授團隊磁懸浮陀螺全站儀研發(fā)取得重要進展

2023-03-14 16:27   地測學院

由于陀螺技術(shù)的軍事敏感性，相關(guān)國家在高精度陀螺技術(shù)方面對我國實施技術(shù)封鎖和產(chǎn)品禁運。長安大學—航天十六所慣性技術(shù)與智能測量工程研究中心經(jīng)過多年技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)了國內(nèi)首臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的GAT高精度磁懸浮陀螺全站儀，填補了我國在這一領(lǐng)域的空白。該儀器基于磁懸浮支撐以及無接觸式光電力矩反饋技術(shù)實現(xiàn)自動尋北，為受限空間提供高精度的方位基準。近日，我院楊志強教授團隊在該儀器的系統(tǒng)誤差建模與補償以及尋北數(shù)據(jù)動態(tài)環(huán)境評測等領(lǐng)域取得了重要進展。

依托GAT磁懸浮陀螺全站儀的連續(xù)模數(shù)信息轉(zhuǎn)換和模擬仿真技術(shù)，楊志強教授團隊的博士生王逸文等首次系統(tǒng)性研究了磁懸浮陀螺力矩器轉(zhuǎn)子的周期誤差特征，提出了一種基于連續(xù)小波變換和奇異譜分析的磁懸浮陀螺轉(zhuǎn)子電流信號的自適應周期誤差探測與分離模型（圖1），提高了儀器的尋北精度，進一步揭示了陀螺轉(zhuǎn)子運動的物理機制。

圖1

為了解決磁懸浮陀螺全站儀在受到外部瞬時干擾力矩影響的環(huán)境下進行定向測量時信號的糾偏問題，博士生王逸文等提出了一種聯(lián)合啟發(fā)式分割算法以及雙樣本Kolmogorov-Smirnov檢驗的自動檢測并剔除受“污染”的磁懸浮陀螺數(shù)據(jù)的模型（圖2），進一步提升了儀器的魯棒性以及環(huán)境適應能力，同時也為陀螺信號處理提供了一種新思路。

圖2

這兩項研究成果對磁懸浮陀螺基本理論的完善做出了重要貢獻。楊志強教授團隊將繼續(xù)潛心攻關(guān)，后續(xù)將針對磁懸浮陀螺的風振擾動與復雜環(huán)境應用、磁懸浮陀螺溫度漂移的建模與補償?shù)葍?nèi)容展開研究。

（供圖供稿：王逸文）