靜電陀螺儀是迄今為止精度最高的陀螺儀，用于水下高精度長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)導(dǎo)航系統(tǒng)，以往都是以靜電陀螺監(jiān)控器的形式和液浮陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng)組合使用，這種組合系統(tǒng)存在體積大，成本高等缺點(diǎn)，目前國(guó)外已開(kāi)始直接采用靜電陀螺儀構(gòu)成慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，而靜電陀螺儀的不可施矩性決定它只能采用空間穩(wěn)定型編排方案，本文對(duì)空間穩(wěn)定型慣導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，論文的主要工作有：推導(dǎo)了全球引力場(chǎng)、正常引力場(chǎng)和擾動(dòng)引力場(chǎng)模型，給出了CGCS2000型參考地球模型作為空間穩(wěn)定型慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航基準(zhǔn)，定義了文中所用坐標(biāo)系，推導(dǎo)了各坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。提出了以慣性系為導(dǎo)航系的空間穩(wěn)定型慣導(dǎo)系統(tǒng)方案，推導(dǎo)了系統(tǒng)誤差方程。指出采用系統(tǒng)本身的位置計(jì)算引力模型中的位置矢量模會(huì)造成系統(tǒng)誤差隨時(shí)間呈指數(shù)增長(zhǎng)，提出了引入外測(cè)高度計(jì)算位置矢量模的引力修正方法，從而抑制了引力誤差造成的系統(tǒng)發(fā)散。分析并仿真驗(yàn)證了相對(duì)慣性系（導(dǎo)航系）靜止?fàn)顟B(tài)下，各誤差源對(duì)空間穩(wěn)定型慣導(dǎo)系統(tǒng)的影響。針對(duì)艦船沿地球表面運(yùn)動(dòng)的情況，設(shè)計(jì)了船用空間穩(wěn)定型慣導(dǎo)系統(tǒng)方案，該方案首先解算出相對(duì)慣性空間的導(dǎo)航信息，通過(guò)導(dǎo)航信息轉(zhuǎn)換得到對(duì)地導(dǎo)航信息，并采用地球平均半徑代替了引力模型中的位置矢量模... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：157 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

SPIN-Gyro型靜電陀螺儀Fig1.1ESGofSPIN-Gyrotype

圖 1.2 G11A 型靜電陀螺儀外形圖 圖 1.3 G11A 型靜電陀螺儀結(jié)構(gòu)分解圖Fig1.2 Outline of G11A type ESG Fig1.3 Structural decomposition figure of G11A將靜電陀螺儀應(yīng)用于平臺(tái)式空間穩(wěn)定型慣導(dǎo)系統(tǒng)時(shí)，實(shí)心轉(zhuǎn)子靜電陀螺儀在精度上并不比空心轉(zhuǎn)子靜電陀螺儀具有優(yōu)勢(shì)。但由于空心轉(zhuǎn)子的離心變形較大，在大角度工作環(huán)境中很難補(bǔ)償陀螺漂移，而實(shí)心轉(zhuǎn)子的離心變形很小[38]，可以應(yīng)用于捷聯(lián)式空間穩(wěn)定型慣導(dǎo)系統(tǒng)，可以說(shuō)實(shí)心轉(zhuǎn)子靜電陀螺儀是今后發(fā)展方向。因此羅克韋爾國(guó)際公司于1972 年研制出 G12B 型實(shí)心轉(zhuǎn)子微型靜電陀螺儀，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、質(zhì)量輕造價(jià)低，可讀取全姿態(tài)[39]等特點(diǎn)，陀螺漂移優(yōu)于0.003o/h。1984 年，美國(guó)斯坦福大學(xué)開(kāi)始研制驗(yàn)證“廣義相對(duì)論效應(yīng)”的 GP-B 型實(shí)心轉(zhuǎn)子靜電陀螺儀[40-41]，理論分析和模擬實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果表明在空間失重狀態(tài)下 GP-B 型靜電陀螺儀的漂移優(yōu)于111 10 ×o/h。法國(guó)薩基姆公司(SAGEM)與法國(guó)海軍合作研制了自己的靜電陀螺儀，它吸收了霍尼韋爾公司空心鈹球轉(zhuǎn)子方案，但其結(jié)構(gòu)和控制電路基本是依據(jù)羅克韋爾國(guó)際公司的實(shí)心鈹球轉(zhuǎn)子所采用的原理。俄羅斯中央電氣儀表研究所研制出 Д15 型空心轉(zhuǎn)子靜電陀螺儀，如圖 1.4 所示：

圖 1.2 G11A 型靜電陀螺儀外形圖 圖 1.3 G11A 型靜電陀螺儀結(jié)構(gòu)分解圖Fig1.2 Outline of G11A type ESG Fig1.3 Structural decomposition figure of G11A將靜電陀螺儀應(yīng)用于平臺(tái)式空間穩(wěn)定型慣導(dǎo)系統(tǒng)時(shí)，實(shí)心轉(zhuǎn)子靜電陀螺儀在精度上并不比空心轉(zhuǎn)子靜電陀螺儀具有優(yōu)勢(shì)。但由于空心轉(zhuǎn)子的離心變形較大，在大角度工作環(huán)境中很難補(bǔ)償陀螺漂移，而實(shí)心轉(zhuǎn)子的離心變形很小[38]，可以應(yīng)用于捷聯(lián)式空間穩(wěn)定型慣導(dǎo)系統(tǒng)，可以說(shuō)實(shí)心轉(zhuǎn)子靜電陀螺儀是今后發(fā)展方向。因此羅克韋爾國(guó)際公司于1972 年研制出 G12B 型實(shí)心轉(zhuǎn)子微型靜電陀螺儀，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、質(zhì)量輕造價(jià)低，可讀取全姿態(tài)[39]等特點(diǎn)，陀螺漂移優(yōu)于0.003o/h。1984 年，美國(guó)斯坦福大學(xué)開(kāi)始研制驗(yàn)證“廣義相對(duì)論效應(yīng)”的 GP-B 型實(shí)心轉(zhuǎn)子靜電陀螺儀[40-41]，理論分析和模擬實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果表明在空間失重狀態(tài)下 GP-B 型靜電陀螺儀的漂移優(yōu)于111 10 ×o/h。法國(guó)薩基姆公司(SAGEM)與法國(guó)海軍合作研制了自己的靜電陀螺儀，它吸收了霍尼韋爾公司空心鈹球轉(zhuǎn)子方案，但其結(jié)構(gòu)和控制電路基本是依據(jù)羅克韋爾國(guó)際公司的實(shí)心鈹球轉(zhuǎn)子所采用的原理。俄羅斯中央電氣儀表研究所研制出 Д15 型空心轉(zhuǎn)子靜電陀螺儀，如圖 1.4 所示：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[6]捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)初始對(duì)準(zhǔn)方法研究及其仿真[D]. 樊榮.南京理工大學(xué) 2006
[7]高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)的重力補(bǔ)償技術(shù)研究[D]. 束蟬方.武漢大學(xué) 2005
[8]光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中的誤差分析與補(bǔ)償[D]. 付強(qiáng)文.西北工業(yè)大學(xué) 2005
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