我院楊志強教授團隊磁懸浮陀螺全站儀研發取得重要進展

2023-03-14 16:27   地測學院

由于陀螺技術的軍事敏感性，相關國家在高精度陀螺技術方面對我國實施技術封鎖和產品禁運。長安大學—航天十六所慣性技術與智能測量工程研究中心經過多年技術攻關，研發了國內首臺具有自主知識產權的GAT高精度磁懸浮陀螺全站儀，填補了我國在這一領域的空白。該儀器基于磁懸浮支撐以及無接觸式光電力矩反饋技術實現自動尋北，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誤差建模與補償以及尋北數據動態環境評測等領域取得了重要進展。

依托GAT磁懸浮陀螺全站儀的連續模數信息轉換和模擬仿真技術，楊志強教授團隊的博士生王逸文等首次系統性研究了磁懸浮陀螺力矩器轉子的周期誤差特征，提出了一種基于連續小波變換和奇異譜分析的磁懸浮陀螺轉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合啟發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”的磁懸浮陀螺數據的模型（圖2），進一步提升了儀器的魯棒性以及環境適應能力，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潛心攻關，后續將針對磁懸浮陀螺的風振擾動與復雜環境應用、磁懸浮陀螺溫度漂移的建模與補償等內容展開研究。

（供圖供稿：王逸文）