[发明专利]一种基于光纤陀螺的ARMA时间序列的寻北方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种寻北方法，尤其是涉及一种基于光纤陀螺的ARMA时间序列的寻北方法。

背景技术

光纤陀螺基于惯性传感效应，无运动部件、牢固稳定、耐冲击抗加速运动等方面较其它类型陀螺具有明显的优势，作为敏感元件在寻北技术、定位定向中具有广泛应用前景。在对寻北输出的时间数列的分析中，时间序列分析法无疑是一种比较好、理论较为完善的统计预测分析方法，也是能够对时间序列进行分析、预测，以及对ARMA模型识别、估计和诊断的一种系统方法。其中对ARMA模型的建立有了一套完整、正规、结构化的建模方法，并且具有统计上的完善性和牢固的理论基础。

光纤陀螺在寻北应用中敏感地球转速分量，其输入速率处于中低速率范围内，寻北测试中温度、振动、阵风和电磁干扰等都比较容易影响光纤陀螺的输出，各种噪声的引入势必会降低了最终的寻北精度。为降低陀螺输出噪声，提高寻北精度，目前多采用滤波的方法，但有效滤波的前提是要求首先能够精确地建立光纤陀螺的输出模型，尤其是卡尔曼滤波，光纤陀螺输出模型的精确建立直接关系着滤波效果的好坏。目前，在针对寻北测试的光纤陀螺输出信号的模型建立，在使用时间序列分析时，多采用固定的模型，如ARMA(2，1)、AR(2)或者MA模型方式，而忽略了对寻北测试光纤陀螺输出序列的模型进行统计分析；并且在数据分析的过程中，忽视了寻北输出数列的非平稳和非随机等特性，没有对数列进行独立、平稳、正态、零均值等处理，而直接采用ARMA模型进行分析，从基础上不符合时间序列适用平稳随机序列这一特性，所以拟合出的模型，误差比较大。所以为了精确建立寻北输出模型，通过统计分析多个不同型号的光纤陀螺在寻北系统中的输出序列，并在对其自相关函数和偏自相关函数的统计分析过程中，发现在进行一阶差分和零均值等随机平稳性处理后，自相关函数和偏自相关函数的“截尾”阶数大致相同，即自相关函数呈现一阶“截尾”，而偏自相关函数呈现二阶“截尾”，所以对于原始数列随机平稳性处理后的数列进行ARMA(2，1)模型进行拟合最佳。据此本设计提出了利用ARMA进行寻北测试光纤陀螺输出模型的建立，并且给出了参数求解和模型建立的完整方案。

发明内容

本发明的目的是克服在建立寻北测试光纤陀螺输出精确模型的方法选取上的不足，提供一种基于光纤陀螺的ARMA时间序列的寻北方法。

一种基于光纤陀螺的ARMA时间序列的寻北方法包括如下步骤：(1)根据寻北测试中光纤陀螺的输出数列{y_t}进行保存，得到数列{y_t}的均值y，根据ε_t＝y_t-y，得到去均值处理后的数列{ε_t}，其中下标t代表的采集数据的时刻；

(2)根据步骤(1)得到的去均值处理后的数列{ε_t}进行一阶差分处理，根据wt=▿ϵt=ϵt-ϵt-1,]]>得到处理后的数列{w_t}；