盾構姿態(tài)測量中傾角儀和陀螺儀的組合應用研究.pdf

1、在隧道工程中,為了確保盾構機沿著設計隧道推進,需要對其位置和姿態(tài)進行實時高精度測量。在盾構機姿態(tài)測量系統(tǒng)中,傾角儀常被用于直接測量俯仰角和滾動角。然而在強振動環(huán)境下,傾角儀輸出會出現(xiàn)較大誤差,而陀螺儀在振動環(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行姿態(tài)角度的測量。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量角度的基本原理的基礎上,研究了在振動環(huán)境下陀螺儀和傾角儀的輸出特性,實驗表明傾角儀和陀螺儀有其

2、各自的固有頻率,當振動頻率為傾角儀的固有頻率時,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是具有一定互補性的。
　　為了研究光纖陀螺儀隨機誤差特性,對光纖陀螺儀進行了Allan方差分析,建立了陀螺儀隨機誤差的模型,通過實驗驗證了溫度和溫度變化率對陀螺儀零漂有較大的影響,利用多變量自回歸模型進行了溫度漂移建模,并對溫度漂移進行了補償。
　　提出了基于陀螺儀零漂估計的多傳感器融合方法,利用穩(wěn)定環(huán)境下