盾構(gòu)姿態(tài)測(cè)量中傾角儀和陀螺儀的組合應(yīng)用研究.pdf

1、在隧道工程中,為了確保盾構(gòu)機(jī)沿著設(shè)計(jì)隧道推進(jìn),需要對(duì)其位置和姿態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)高精度測(cè)量。在盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)中,傾角儀常被用于直接測(cè)量俯仰角和滾動(dòng)角。然而在強(qiáng)振動(dòng)環(huán)境下,傾角儀輸出會(huì)出現(xiàn)較大誤差,而陀螺儀在振動(dòng)環(huán)境下有較高的穩(wěn)定性,本文利用光纖陀螺儀與傾角儀的融合進(jìn)行姿態(tài)角度的測(cè)量。具體研究工作和內(nèi)容如下:
　　在分析了傾角儀和光纖陀螺儀測(cè)量角度的基本原理的基礎(chǔ)上,研究了在振動(dòng)環(huán)境下陀螺儀和傾角儀的輸出特性,實(shí)驗(yàn)表明傾角儀和陀螺儀有其

2、各自的固有頻率,當(dāng)振動(dòng)頻率為傾角儀的固有頻率時(shí),傾角儀有較大誤差,而陀螺儀的輸出幾乎不受影響,這表明陀螺儀和傾角儀工作時(shí)是具有一定互補(bǔ)性的。
　　為了研究光纖陀螺儀隨機(jī)誤差特性,對(duì)光纖陀螺儀進(jìn)行了Allan方差分析,建立了陀螺儀隨機(jī)誤差的模型,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了溫度和溫度變化率對(duì)陀螺儀零漂有較大的影響,利用多變量自回歸模型進(jìn)行了溫度漂移建模,并對(duì)溫度漂移進(jìn)行了補(bǔ)償。
　　提出了基于陀螺儀零漂估計(jì)的多傳感器融合方法,利用穩(wěn)定環(huán)境下