激光陀螺捷联惯导系统状态监控技术研究
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摘要
由于激光陀螺捷联惯导系统能够自主完成导航任务，敏感范围大，基本上没有运动部件，因此具有成本低、可靠性好、适合于高动态环境等优点，使其在航空、航天、航海领域得到广泛应用。但激光陀螺捷联惯导系统在国内的工程应用处于起步阶段，在可靠性和维修性等方面存在需要改进的方面，影响该系统的应用。
本文着重研究制导武器中的激光陀螺捷联惯导系统的状态监控技术，侧重于该系统的硬件状态监控技术。由于硬件状态监控涉及惯导系统的硬件结构，因此在课题研究中将状态监控技术融合到激光陀螺捷联惯导系统尤其是该系统的导航计算机和接口电路设计中。
在激光陀螺捷联惯导系统设计中，采用了以硬件冗余为主的状态监控技术，设计了状态监控整体方案和相应的软硬件。在激光陀螺捷联惯导系统中，除了采用传统的状态监控技术外，本人针对制导武器惯导系统的特点提出并重点研究了惯导系统有限恢复技术和与维修体制相结合的状态监控技术。
经过导航计算机硬件调试、系统软件调试和状态监控调试，证明本文提出的激光陀螺捷联惯导系统状态监控技术效果良好，在重要部件发生故障时能够检测出不正常的状态，以适当的方式显示或将状态、故障信息通过一定的端口发送到外部检测设备。其技术可以应用到激光陀螺捷联惯导系统的工程产品中。
As Laser Gyro Strapdown Inertial Navigation System(LSDINS) independently accomplishes navigation assignment entirely, with great sensitivity range and being out of moving components, has many virtues such as low cost, high reliability and suitability for high dynamic circumstance etc. So it is used in fields of aviation, spaceflight and seafaring abroadly. but LSDINS is at the beginning of actual application in our country, has some weaknesses in reliability and maintainance quality, bring bad effect on the use of LSDINS .
This thesis stresses work over state supervisory technology of LSDINS used in guided weapon. Owing to the relation between hardware supervisory and hardware structure of Inertial Navigation System, so state supervisory technology is combined with the design of LSDINS, especially the design of Navigation Computer and interface circuit.
In the design of LSDINS, state supervisory technology with hardware redundance is employed, corresponding software and hardware are also used. Besides conventional state supervisory technology, the author stresses work on limited recover technology and state supervisory techonology combining with maintainance system aiming at the specialty of guided weapons Inertial Navigation Sytem.
It is proved that state supervisory technology works properly after Navigation computer debugging, system software debugging and state supervisory debugging. The system can display system state or transmits message to external testing equipment when there is somenting wrong. The technology can be applied in actual products.
本文着重研究制导武器中的激光陀螺捷联惯导系统的状态监控技术，侧重于该系统的硬件状态监控技术。由于硬件状态监控涉及惯导系统的硬件结构，因此在课题研究中将状态监控技术融合到激光陀螺捷联惯导系统尤其是该系统的导航计算机和接口电路设计中。
在激光陀螺捷联惯导系统设计中，采用了以硬件冗余为主的状态监控技术，设计了状态监控整体方案和相应的软硬件。在激光陀螺捷联惯导系统中，除了采用传统的状态监控技术外，本人针对制导武器惯导系统的特点提出并重点研究了惯导系统有限恢复技术和与维修体制相结合的状态监控技术。
经过导航计算机硬件调试、系统软件调试和状态监控调试，证明本文提出的激光陀螺捷联惯导系统状态监控技术效果良好，在重要部件发生故障时能够检测出不正常的状态，以适当的方式显示或将状态、故障信息通过一定的端口发送到外部检测设备。其技术可以应用到激光陀螺捷联惯导系统的工程产品中。
As Laser Gyro Strapdown Inertial Navigation System(LSDINS) independently accomplishes navigation assignment entirely, with great sensitivity range and being out of moving components, has many virtues such as low cost, high reliability and suitability for high dynamic circumstance etc. So it is used in fields of aviation, spaceflight and seafaring abroadly. but LSDINS is at the beginning of actual application in our country, has some weaknesses in reliability and maintainance quality, bring bad effect on the use of LSDINS .
This thesis stresses work over state supervisory technology of LSDINS used in guided weapon. Owing to the relation between hardware supervisory and hardware structure of Inertial Navigation System, so state supervisory technology is combined with the design of LSDINS, especially the design of Navigation Computer and interface circuit.
In the design of LSDINS, state supervisory technology with hardware redundance is employed, corresponding software and hardware are also used. Besides conventional state supervisory technology, the author stresses work on limited recover technology and state supervisory techonology combining with maintainance system aiming at the specialty of guided weapons Inertial Navigation Sytem.
It is proved that state supervisory technology works properly after Navigation computer debugging, system software debugging and state supervisory debugging. The system can display system state or transmits message to external testing equipment when there is somenting wrong. The technology can be applied in actual products.
引文
[1]《计算机应用系统的故障诊断与可靠性技术基础》，邹逢兴主编，邹逢兴 张湘平编著，高等教育出版社
[2]《故障诊断与监控》，周青龙编著，兵器工业出版社
[3]《电子系统的可靠性与维修性》，[美]J．E．阿塞瑙尔特 J．A．罗伯茨主编
[4]《数字系统的故障诊断与可靠性设计》，杨士元编著，清华大学出版社
[5]《可靠性与维修性工程——系统与电路结构的分析和设计》，丁定浩编著，电子工业出版社
[6]《DSP芯片的原理与开发应用》，张雄伟 曹铁勇编著，电子工业出版社
[7]《光电惯性技术》，杨培根 龚智炳 等编著，兵器工业出版社
[8]《故障信息诊断原理及应用》，徐章遂 房立清 王希武 左宪章著，国防工业出版社
[9]《激光陀螺》，高伯龙 李树棠编，国防科技大学出版社
[10]《数据采集与监控中的微机应用》，青华大学出版社
[11]《数字信号处理计算机》，宇航出版社
[12]《DSP与实时数字信号处理》，电子科技大学出版社
[13]《可编程ASIC集成数字系统》，电子工业出版社
[14]《三浮陀螺加速度表的故障检测与诊断系统的研究》，杨元，哈尔滨工业大学
[15]《组合导航系统信息融合理论及故障检测与诊断技术研究》，陶俊勇，国防科技大学研究生院
[16]《单片机控制陀螺罗经的故障诊断系统的设计与研究》，储云仙，周百令，中国惯性技术学报
[17]《容错信息融合滤波算法的研究》，胡国辉 范胜林 袁信，中国惯性技术学报
[18]《国内外INS和SG故障诊断专家系统的发展概述》，朱江夫 许江宁 李安，中国惯性技术学报
[19]《INS／CNS／GPS智能容错导航系统研究》，房建成 李学恩 申功勋，中国惯性技术学报
[20]《冗余技术在惯性组合导航系统中的应用研究》，钱华明，中国惯性技术学报
[21]《神经网络在挠性陀螺仪伺服回路故障诊断中的应用》，吴简彤 乐慧康 原金升，中国惯性技术学报
[22]《一种容错计算机体系结构在惯性系统中的应用》，刘金鑫 黄德鸣，中国惯性技术学报
[23]《一种基于神经网络的传感器故障诊断方法》，魏春岭 张洪钺，中国惯性技术学报
[24]《基于DSP的主从式紧耦合捷联导航计算机》，李宏生，中国惯性技术学报
[2]《故障诊断与监控》，周青龙编著，兵器工业出版社
[3]《电子系统的可靠性与维修性》，[美]J．E．阿塞瑙尔特 J．A．罗伯茨主编
[4]《数字系统的故障诊断与可靠性设计》，杨士元编著，清华大学出版社
[5]《可靠性与维修性工程——系统与电路结构的分析和设计》，丁定浩编著，电子工业出版社
[6]《DSP芯片的原理与开发应用》，张雄伟 曹铁勇编著，电子工业出版社
[7]《光电惯性技术》，杨培根 龚智炳 等编著，兵器工业出版社
[8]《故障信息诊断原理及应用》，徐章遂 房立清 王希武 左宪章著，国防工业出版社
[9]《激光陀螺》，高伯龙 李树棠编，国防科技大学出版社
[10]《数据采集与监控中的微机应用》，青华大学出版社
[11]《数字信号处理计算机》，宇航出版社
[12]《DSP与实时数字信号处理》，电子科技大学出版社
[13]《可编程ASIC集成数字系统》，电子工业出版社
[14]《三浮陀螺加速度表的故障检测与诊断系统的研究》，杨元，哈尔滨工业大学
[15]《组合导航系统信息融合理论及故障检测与诊断技术研究》，陶俊勇，国防科技大学研究生院
[16]《单片机控制陀螺罗经的故障诊断系统的设计与研究》，储云仙，周百令，中国惯性技术学报
[17]《容错信息融合滤波算法的研究》，胡国辉 范胜林 袁信，中国惯性技术学报
[18]《国内外INS和SG故障诊断专家系统的发展概述》，朱江夫 许江宁 李安，中国惯性技术学报
[19]《INS／CNS／GPS智能容错导航系统研究》，房建成 李学恩 申功勋，中国惯性技术学报
[20]《冗余技术在惯性组合导航系统中的应用研究》，钱华明，中国惯性技术学报
[21]《神经网络在挠性陀螺仪伺服回路故障诊断中的应用》，吴简彤 乐慧康 原金升，中国惯性技术学报
[22]《一种容错计算机体系结构在惯性系统中的应用》，刘金鑫 黄德鸣，中国惯性技术学报
[23]《一种基于神经网络的传感器故障诊断方法》，魏春岭 张洪钺，中国惯性技术学报
[24]《基于DSP的主从式紧耦合捷联导航计算机》，李宏生，中国惯性技术学报