论文摘要：激光陀螺信号去抖数字滤波方法研究

激光陀螺（Ring Laser Gyroscope, RLG）具有动态范围宽，精度高，可靠性高等优势，在捷联惯性导航系统（Strap-down Inertial Navigation System, SINS）中获得了普遍使用。而提高捷联惯性导航系统整体精度，不仅依赖于惯性器件——激光陀螺自身的精度，数据采集电路的精度对整个导航系统也举足轻重。因此，如何在现有硬件电路和软件处理的前提条件下，实现陀螺数据的高精度采集是当前惯性技术领域研究的一个关键课题。本文结合目前国内外对激光陀螺数据采集及预处理系统的研究状况，开展了激光陀螺信号采集及预处理系统的硬件电路设计和数字滤波去抖软件算法的编写。

课题的主要内容如下：

首先是对激光陀螺输出信号的分析及数据采集预处理系统的方案设计。本文分析了激光陀螺的工作原理，对其输出信号进行解析，根据惯性导航系统设计指标性要求，对比诸多采集方案，确定了采用以基于FPGA和DSP的采集预处理的硬件系统，配合高速采样数字滤波的软件算法的设计方案，以适应激光陀螺惯性导航系统在高实时性，高精度领域的应用。

其次，完成了数据采集及预处理系统的电路设计。以模块化的设计理念，将数据采集及预处理系统的电路分为若干子系统，再分别对子系统进行器件选型，然后在电磁兼容等理论的指导下，实现了数据采集及预处理系统的硬件电路。

此外，对数字滤波器进行了优化设计和时延分析。对传统设计的诸多滤波器进行比较和总结，采用公式推导的方法研究了数据采集过程中，时间延迟对系统的影响；摒弃了传统滤波方案，在满足激光陀螺信号解调的要求下，提出了新的插值FIR滤波方法；再通过优化滤波器参数，由软件仿真验证了插值FIR滤波对陀螺信号解调的正确性。

最后，完成了浮点滤波算法的设计及实验验证。将浮点运算和定点运算进行比较，在FPGA中，设计了激光陀螺浮点数字滤波去抖算法，并通过静态测试，将重新设计的滤波算法与传统算法进行了对比实验，以滤波前后信号为主要分析对象，验证了数据采集电路的功能可行性和数字滤波算法去除高频抖动噪声的抑制有效性。

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