光学精密工程
 
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[an error occurred while processing this directive] 光学精密工程 2009, 17(7) 1582-1586  ISSN: 1004-924X CN: 22-1198/TH

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微纳技术与精密机械  
基于智能陀螺经纬仪实现快速初寻北
冯莉1, 董桂梅1, 林玉池1, 张金梅2, 齐永岳1
1. 天津大学 精密测试技术及仪器国家重点试验室,天津 300072;
2. 中国海信,山东 青岛 266000
摘要: 机械陀螺经纬仪初寻北时间的长短是决定其寻北效率的关键因素。从陀螺仪寻北的原理出发,在智能寻北系统中引入了一种快速寻北新方法——加速度判定法。该方法通过计算光标运动的速度与加速度值,能够在陀螺开始寻北数秒后即测量出真北值,并且能够弥补电子罗盘初寻北精度过低的问题,是全自动寻北策略的重要组成部分。以JT-15陀螺仪为样机的寻北实验表明,将加速度判定法应用于智能寻北系统中,仪器初寻北测量精度优于3'54″,满足了JT-15陀螺仪精寻北的条件要求,保证了全自动寻北的速度和精度,对于机械陀螺的快速及智能化寻北具有现实意义。
关键词 陀螺经纬仪   初寻北   智能寻北   曲线拟合  
Quick coarse north-seeking based on intelligent gyro theodolite system
FENG Li1, DONG Gui-mei1, LIN Yu-chi1, ZHANG Jin-mei2, QI Yong-yue1
1. State Key Laboratory of Precision Measuring Technology and Instruments, Tianjin University,Tianjin 300072,China;
2. Hisense Electric Co., Ltd., Qingdao 266000, China
Abstract: The coarse north-seeking time of a mechanical gyro theodolite is an important factor to decide north-seeking efficiency. A quick coarse north-seeking method named curve fitting is brought into the intelligent gyro theodolite system in this paper. By the proposed method,the true north value can be obtained in 10 s after gyro operates through a counting cursor to calculate the movement velocity and acceleration,and it can also compensate the low precision caused by an electronic compass. The experiment using JT-15 gyro shows that the measurement precision is superior to 3'54″ when seeking coarse north,which meets the precise north-seeking condition of the JT-15 gyroscope. The application of the curve fitting method to the auto north-seeking system can ensure the velocity and precision of north-seeking automatically,and also has realistic significance to improve the efficiency and automation for mechanical gyro theodolites.
Keywords: gyro theodolite   coarse north-seeking   intelligent north-seeking   curving fitting  
收稿日期 2008-07-04 修回日期 2008-09-28 网络版发布日期 2009-07-25 
基金项目:

天津大学博士点基金资助项目(No.20030056017)

通讯作者:
作者简介: 冯 莉 (1982-),女,河北邢台人,博士研究生,2006年于天津大学获得硕士学位,主要从事陀螺寻北仪和仪器自动化系统的研究。E-mail: fenglingfc@yahoo.com.cn 董桂梅 (1978-),女,天津人,博士研究生,2006年于天津大学获得硕士学位,主要从事陀螺经纬仪全自动化关键技术的研究。E-mail: maydong@yahoo.cn 林玉池 (1946-),男,福建莆田人,博士,教授,博士生导师,1970年于天津大学获得博士学位,主要从事光电测控与视觉检测技术、现代传感与测试信息技术等方面的研究。E-mail: ychlin@tju.edu.cn 张金梅 (1983-),女,河北沧州人,硕士,2008年获得硕士学位,主要从事视觉检测的研究。E-mail:meizi708908@163.com 齐永岳 (1978-),男,天津人,博士,讲师,2008年获得博士学位,主要从事现代传感与测试信息技术的研究。E-mail: qyy1978qyy@163.com
作者Email:

参考文献:
[1] 林玉池, 孙占元, 赵美蓉,等. 中天法在陀螺智能寻北系统中的应用研究[J]. 机械工程学报,2003,39(8):116-119. LIN Y CH, SUN ZH Y, ZHAO M R,et al.. Application and research of transmit method in intelligent north-finding gyroscope system[J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2003,39(8):116-119.(in Chinese) [2] 郭喜庆,武克用. 新型陀螺经纬仪的研究与应用[J]. 光学 精密工程,2001,9(2):182-185. GUO X Q, WU K Y. New typr gyro-theodolite and its applications[J]. Opt. Precision Eng., 2001,9(2):182-185.(in Chinese) [3] CHIN W T,PARK, S,MOSTOV K,et al.. Design of gyroscope-free navigation systems .Intelligent Transportation Systems,Proceedings of IEEE, 2001, 10.1109/ITSC,2001,948670:286-291. [4] ADAM D, CHRZANOWSKI J. New teachnique of orientation survey of the mine pit. The Mining Engineer,190, 1983. [5] 刘飞,周贤高,杨晔. 相关地磁匹配定位技术[J]. 中国惯性技术学报, 2007,15(1):59-62. LIU F, ZHOU X G, YANG Y. Geomagnetic matching location using correlative method[J]. Journal of Chinese Inertial Technology, 2007,15(1):59-62. (in Chinese) [6] 煤科总院唐山分院,陀螺经纬仪组.陀螺经纬仪基本原理、结构与定向[M]. 北京:煤炭工业出版社,1982. COAL ACADEMIC. Gyro-theodolite Principle, Structure and Direction[M]. Beijing: Coal Industry Press, 1982. (in Chinese) [7] 夏桂锁.陀螺经纬仪自动寻北关键技术的研究 . 天津:天津大学,2007. XIA G S. Study on automatic north-finding key technique of gyroscope . Tianjin:Graduate Tianjin University, 2007. (in Chinese) [8] LIU L L, MA W L, YAO W J, et al.. Integrated capillary electrophoresis chip scanning and analyzing system based on DSP and CCD[J]. Chinese Journal of Sensors and Actuators, 2006,19(2):341-345.
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15.张葆.陀螺经纬仪精度分析[J]. 光学精密工程, 1994,2(6): 59-66

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