1、尋北儀是一種不需要借助外部電磁信息的高精度的自動(dòng)指北裝置，它利用陀螺儀和加速度計(jì)來(lái)測(cè)量地球自轉(zhuǎn)角速度，計(jì)算出陀螺儀參考軸與真北的夾角，實(shí)現(xiàn)尋北。
　　本文研究的是用于車載系統(tǒng)的動(dòng)力調(diào)諧尋北儀(DTG)，精度為0.2°，尋北時(shí)間為174秒。該動(dòng)力調(diào)諧尋北儀以51單片機(jī)為全系統(tǒng)控制器，由電源模塊、陀螺伺服鎖定回路模塊、單片機(jī)主機(jī)電路模塊、顯示模塊、1個(gè)陀螺、2個(gè)加速度計(jì)和1個(gè)轉(zhuǎn)位電機(jī)及其他附件組成。
　　其工作原理是利用鎖定回路

2、板中伺服回路給陀螺加矩，使其與地球自轉(zhuǎn)引起陀螺轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相抵消，調(diào)整陀螺儀使其達(dá)到平衡。而此時(shí)伺服回路能輸出包含地球自轉(zhuǎn)角速度方向信息的信號(hào)，將此信號(hào)與加速度計(jì)的輸出信號(hào)同步進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將其量化結(jié)果送至單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理，得到地球自轉(zhuǎn)的角速度，計(jì)算出真北值。為了提高尋北精度，尋北儀需在陀螺正反兩個(gè)位置測(cè)量，轉(zhuǎn)位過(guò)程中轉(zhuǎn)位平臺(tái)的兩次轉(zhuǎn)位會(huì)導(dǎo)致陀螺產(chǎn)生余震。傳統(tǒng)方案處理方式為，轉(zhuǎn)位停止后等待30秒，待余震完全消除后開(kāi)始采集信號(hào)。

3、本文為了提高尋北儀性能，一方面對(duì)尋北儀電路排版，各模塊布局進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，減小了尋北儀的體積、重量、功耗。另一方面引入最小線性誤差濾波——卡爾曼濾波，替換傳統(tǒng)濾波方案。既利用卡爾曼濾波能在強(qiáng)噪聲中自適應(yīng)工作的特點(diǎn)，轉(zhuǎn)位后10秒即跟蹤處理陀螺信號(hào)，縮短尋北等待時(shí)間，提高尋北儀測(cè)量速度;又利用其收斂性對(duì)陀螺信號(hào)持續(xù)跟蹤30秒，根據(jù)陀螺信號(hào)的變化規(guī)律及動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)特征信息，濾波計(jì)算，改善尋北儀測(cè)量精度。
　　測(cè)試結(jié)果表明，減小尋北儀的體積、