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摘要
为提高煤矿开孔定向的效率和精度,本文首先综述了煤矿井下开孔定向的常用测量方法,并对这些方法的优缺点和发展趋势进行了总结.在此基础上本文提出了一种基于单轴高精度光纤陀螺寻北系统结合低成本三轴MEMS捷联惯导跟踪系统的新型测量方法.本文介绍了新测量系统的总体结构,重点进行了误差特性分析,确立了确定性误差和随机误差的来源.对于系统确定性误差中的加速度计误差,在常见一次模型的基础上建立了三阶非线性模型,对高阶项进行辨识补偿;同时对确定性误差中的陀螺误差进行建模,对其常值零偏、刻度系数和交叉耦合误差进行辨识补偿.对于系统的随机性误差,对光纤陀螺和MEMS陀螺数据分别进行时间序列分析,基于AIC准则进行模型选择并建立ARMA(2,1)时间序列模型,并采用卡尔曼滤波进行数据处理.设计并进行系统级试验和卡尔曼滤波试验,试验结果表明:所建立的各类误差模型能够有效提高传感器精度和系统级精度,结果满足实际钻孔开孔的需求.
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