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激光陀螺由于具有启动速度快、抗恶劣工作环境、使用精度高等优点,在寻北仪中得到了广泛应用。寻北的精度和快速性是寻北仪的重要技术指标。本文利用激光陀螺工作在速率偏频状态下的随机游走比工作在抖动偏频下小很多这一特性,对基于激光陀螺速率偏频下的高精度寻北技术开展以下几个方面的研究工作:首先分析激光陀螺寻北仪的基本原理,推导旋转调制寻北的误差传播规律。其次对激光陀螺速率偏频寻北中陀螺标度因素误差、角度传感器误差、圆锥误差、尺寸效应误差以及基座扰动误差进行了分析,给出了相应的补偿方法和试验验证结果。接下来对激光陀螺寻北仪进行软硬件设计,包括数字信号处理电路设计、温控电路设计工作和寻北仪的姿态更新和速度更新算法设计,实现了基于Kalman滤波的寻北算法,设计出原理样机。最后在原理样机基础上进行了实验室条件下和室外车载条件下的寻北测试试验,对激光陀螺寻北仪工作在抖动偏频下的两位置寻北和速率偏频状态下的连续旋转寻北进行了对比,传统机抖状态下的5min寻北精度约为30-40″(1σ),5min速率偏频寻北精度约为12″(1σ)。基于速率偏频的寻北仪车载寻北稳定性约为15″(1σ),进一步验证了所设计的寻北算法具有较强的抗干扰能力。