К вопросу о выборе цифрового фильтра на выходе лазерного гирометра…
1
УДК 004.942
К вопросу о выборе цифрового фильтра
на выходе лазерного гирометра в режиме измерения
малых постоянных угловых скоростей
© И.В. Санеев
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Исследованы возможности повышения точности лазерного гирометра в режиме
измерения малых постоянных угловых скоростей путем подавления помех на вы-
ходе прибора различными цифровыми фильтрами. При этом рассмотрен случай,
когда уровень помех, вызванных вибрационными возмущениями, на несколько по-
рядков превышает уровень измеряемого сигнала. Проведено моделирование рабо-
ты таких цифровых фильтров, как фильтры Баттерворта и Чебышева II рода с
бесконечной импульсной характеристикой (БИХ), фильтра Блэкмана — Наталла с
конечной импульсной характеристикой (КИХ), фильтра, построенного на базе
робастной селекции прямых линий регрессии, в условиях вибраций. В результате
исследования установлено, что в случае достаточной ресурсоемкости микропро-
цессора наиболее эффективно подавляет помехи фильтр, построенный на базе
робастной селекции прямых линий регрессии, что позволяет измерить постоянную
малую угловую скорость с приемлемой точностью при интенсивных вибрациях
основания, вызванных, например, работой двигателя.
Ключевые слова:
лазерный гироскоп, лазерный гирометр, цифровая обработка
сигнала, цифровые фильтры, робастное оценивание.
Введение.
В работе рассматривается задача начальной азиму-
тальной ориентации лазерных систем навигации в условиях вибра-
ций. Особенностью работы лазерного гирометра (ЛГ) в этих услови-
ях является то, что он измеряет малую постоянную угловую ско-
рость, которая меньше угловой скорости вращения Земли и
составляет, например, 12 °/ч при требуемой точности измерения
0,002…0,005 °/ч [1–4].
Выходной сигнал ЛГ, работающего в режиме измерения посто-
янных угловых скоростей, имеет не только постоянную, но и шумо-
вую составляющую, которая может на несколько порядков превы-
шать полезный сигнал. При уровне вибраций ~5 °/с шумовая состав-
ляющая в 1500 раз больше уровня измеряемого сигнала.
Вопросу обработки выходного сигнала ЛГ в условиях внешних
возмущений посвящен ряд работ. В работе [1] путем последователь-
ного включения двух цифровых КИХ-фильтров и одного БИХ-
фильтра низких частот получен коэффициент подавления (КП)