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 [121楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2008/08/11 12:55 

“但是你的“见上图”我可看不见,是不是我的此网站无图片插件功能造成的? ”
我的图片在[109楼] ,你若看不到,可能是IE设置有问题,可以到工具-internet选项-高级 中更改即可。再不行就到我的博客上看。

“但是我对你的个别看法不赞同,例如,"光纤是光介质而非媒体"; 媒体可能是说的媒质,介质和媒质实际是一回事;光线在光纤内传播,实际是光线在光纤内空间传播,和光线在真空传播本质相同,只不过光纤内空间阻力略大于光纤外真空,因而其传播速度略低。”
错!如果光纤也是光媒质,则光速现对光纤速度为C,也就不可能出现测量结果。就像空气是声音的媒体一样。

“另外,早期的水流实验已经证明拖曳以太效应很低,就是说的斐索实验吧?根据菲涅尔系数,斐索实验说明流水对拖曳以太的速度约近1/2水流速。你的意思是说该结果不是流水对以太的拖曳,而是别的原因造成?例如管道流水的管壁处和管中心部位流速不一样,或流水的折射率和静水的折射率不一样等原因造成?但是你必须拿出让人信服的和实验数据相符的数学表示来,才有说服力,并可作为新的空间理论很值得重视的论文。”
可能我记错了菲涅尔系数,但斐索实验也不说水就是光媒体,而是介质,对以太有拖动,但我不相信是拖动,原因见下面。

“我现在仍然认为:将一个刚性强度高的物质构成的中空密闭盒子(包括刚性强度高的透光物质构成的盒子)在地表抛向空中,该盒子内的空间(或者说以太)必然随盒子壳体相对地表作抛物线运动,即该盒子内的空间(或者说以太)总是与运动的盒子壳体总体上基本相对静止;除非该盒子运动速度近光速时可能不一样。”
这也是错的,我现在就此也回答上一个要回答的问题。现代光纤陀螺仪器可以精确测量角速度(0.0001度/秒),无论光纤陀螺仪器放在那里(包括金属壳体的火箭、船),都不能拖动内部以太转动。因此,所谓的斐索实验完全是介质效应,如果是铁管运动,则内部完全无拖动现象。

“光纤陀螺内光纤相对外部或相对陀螺体壳运动,光纤内空间在一般速度时仍然相对光纤静止;
即光线在光纤内相对光纤某一点的速度是基本不变值;除非观测到:光线在光纤内相对光纤某一点的速度,由于光纤运动方向的不同而导致该速度有快慢变化,才能证明光纤内空间相对光纤不静止;但是该速度即使有快慢变化,其变化差值比光速值仍很小,恐怕难以观测出来。”
现代光纤陀螺仪器可以精确测量角速度(0.0001度/秒),所以没有困难,毫无疑问,光运动与光纤运动无关,否则sagnac效应就不会出现。
 [122楼]  作者:qstt  发表时间: 2008/08/11 14:59 

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 [123楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2008/08/11 16:14 

我认为你很难明白我的意思,原因是你对我的理论体系不了解,问答方式是必须在整体了解之后的细节,因此建议看一下我的论文《光速之迷及迷底2》以及《物质场与惯性系》,这里我简述一下:

光速的传播与光媒体有关,也就是光只相对光媒体速度为C,与观察者相对速度符合与伽利略变换。光媒体是引力场。在无物质(包括远远离开物质)的地方,没有引力场,也就没有光的传播,这是一个光障,阻止我们探求更遥远天体(宇宙外)的视线。

由于引力场与物质的运动有关,因此,地球表面的引力场基本保持与地球同步(也不否认宇宙引力场干扰),这样MM实验,包括所有的相对论实验没有以太风的证明,都是因为在相对地球静止的状态下完成的结果,难怪许多反相人士提出要在火车、飞机、甚至卫星上进行MM实验。这其中包括美籍华人王汝涌教授、丁一宁先生等。

复旦大学的朱永强教授还做了两个实验,发现相对地球运动,可以产生运动效应,尽管地球也在运动,却无法测量。静止系的存在需要通过探测运动效应来发现,我们发现地球是绝对静止系不能因为与牛顿静止系不同而否定,应该否定的是牛顿静止系。牛顿静止系与物质运动无关,我们也知道物质的力是物质与物质间的作用,离开物质的牛顿静止系就是空中楼阁。当然宇宙背景辐射等类牛顿静止系的东西,只有宇宙位置移动的参考价值,与运动效应无关。



[楼主]  [124楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2008/08/12 08:41 

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 [125楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2008/08/12 11:35 

光纤陀螺寻北仪的二位置寻北方案
蒋庆仙 马小辉 陈晓璧
(西安测绘研究所,西安 710054)
摘要:本文介绍了光纤陀螺寻北的基本原理,分析了基座的倾斜误差对寻北精度的影响。基座平面绕垂直于陀螺轴的倾角将直接引起一个同样量级的方位角测量误差,从而在较大程度上影响寻北精度。基座平面绕陀螺轴的倾角对方位角测量的影响小,在一些寻北精度要求不高的场合,可以忽略该倾角的影响。最后介绍了光纤陀螺寻北仪的二位置寻北方案。二位置寻北方案利用光纤陀螺对相差180°的两个方向上的地球自转角速率水平分量的敏感,精确地解算出地理真北方向与陀螺轴向的夹角。系统简单,比较容易实现。
关 键 词:寻北仪;二位置寻北方案;光纤陀螺;倾斜误差
中图分类号:U666.12
North Determining Scheme by Two-Position for a FOG North Seeker
JIANG Qing-xian,MA Xiao-hui,CHEN Xiao-bi
(Xi'an Research Institute of Surveying and Mapping,Xi'an 710054,China)
Abstract:The main principle of a FOG north seeker is introduced in this paper. The effect of tilt of the base relative to the horizontal plane on orientation accuracy is analyzed. The tilt of the base surrounding the axis vertical to the FOG axis induces the same grade error on azimuth and the orientation accuracy is degraded extremely. The tilt of the base around the axis parallel to the FOG axis makes little difference to orientation accuracy, which can be ignored in some applications. North determining scheme by two-position for a FOG north seeker is also presented. By making use of the horizontal components of the earth rotation rate sensed by FOG at two directions with a phase difference of 180º, the intersecting angle between the geographic north and the reference axis of the FOG can be calculated accurately. The structure of the FOG north seeker is simple and its seeking scheme can be easily implemented.
Key words:north seeker;two-position determining scheme;fiber optic gyroscope(FOG);tilt error
0 引 言
光纤陀螺(FOG)是以Sagnac效应为基础发展起来的新型全固态陀螺仪,是一种无机械转动部件的惯性测量元件,具有耐冲击、灵敏度高、寿命长、功耗低、集成可靠等突出优点,已成为新一代捷联式惯性导航系统中理想的惯性器件。
光纤陀螺的一个重要应用是指北,采用的大多数方法是FOG转动固定角度,通过确定偏移量计算相对北方向的夹角[1-3]。为了精确指北,必须消除FOG的漂移。文献[1]介绍了三种测量方法,都是使用一个旋转平台,在相对于地球自转轴的不同方向确定FOG敏感轴的方向,该方法能够消除FOG的漂移。
陀螺寻北仪根据采样和解算方式的不同,可以分为连续转动方案、多位置方案和二位置方案等。本文介绍的光纤陀螺寻北仪采用单光纤陀螺和一个双轴加速度计组合技术方案,利用光纤陀螺测量地球自转角速率的水平分量来获得地球表面被测点的北向信息,利用加速度计测量固定陀螺的基座的倾斜角度,对光纤陀螺的输出数据进行补偿。通过二位置法测量来消除光纤陀螺的常值漂移和加速度计偏值的影响,经过解算得到固定于其上的参考轴与真北方向的夹角,从而得到载体的纵轴与真北方向的夹角[4,5]。
1 光纤陀螺寻北的原理
将光纤陀螺置于一个动基座上,动基座平面平行于水平面,光纤陀螺的敏感轴平行于动基座平面。开始寻北时,陀螺处于位置1,该位置对应载体定位基准面,陀螺敏感轴与载体纵轴重合。假设光纤陀螺敏感轴的初始方向与真北方向的夹角为 。陀螺在位置1的输出值为 ;利用力矩电机驱动,使光纤陀螺的敏感轴逆时针转180°到位置2,此时陀螺的输出为 。
(1)
(2)
式中 和 为陀螺输出的漂移。
一般陀螺漂移主要由常值分量、周期分量和白噪声组成,在短时间内陀螺漂移的输出信号为[6]
(3)
式中 为陀螺的常值误差项,短时间内可以用陀螺的零偏来代替; 为周期分量, 为周期分量的频率, 为初始相位; 为高斯白噪声。
寻北时需要提取的有用信号为低频直流分量 ,去除了低频周期干扰和噪声的影响后,由(1)、(2)式解算出方位角 为
(4)
在上面的处理中消除了陀螺零偏,极大地降低了对陀螺精度的要求。同时可用反馈环旋转陀螺使信号差为零,此时陀螺转过的角度就是敏感轴的初始方向与真北的夹角。
2 基座的倾斜误差对寻北精度的影响
2.1 基座倾斜时光纤陀螺的输出
上面的分析是基于动基座平面水平,即光纤陀螺的敏感轴处于水平面内而得出的结论。如果安装陀螺的基座平面与水平面存在较大倾角,则寻北精度会受到较大的影响[7,8]。下面分析当基座平面不水平时,倾角对方位角测量产生的影响。
设载体的姿态角为 、 和 ,分别表示航偏角、倾斜角和俯仰角。建立如下坐标系:1)地理坐标系OXnYnZn,其方向分别为东、北、天;2)X1Y1Z1和X2Y2Z2坐标系,是坐标系转换过程中引入的计算坐标系;3)载体坐标系XbYbZb,分别为载体首尾线水平面及水平面法线方向,其中载体纵轴与OXb轴重合。陀螺坐标系与之重合,即陀螺敏感轴与OXb轴重合。
假设起始的地理坐标系与陀螺坐标系对应各轴重合。OXnYnZn绕Z轴转动角 得到X1Y1Z1,再绕X1轴转动 得到X2Y2Z2,最后绕Y2轴转动 得到XbYbZb。 、 和 角逆时针为正。地理坐标系XnYnZn到陀螺坐标系XbYbZb的转换矩阵为
(5)
在地理坐标系XnYnZn中地球自转角速率的分量为 ,经过XnYnZn到XbYbZb的变换后,在陀螺坐标系XbYbZb中地球自转角速率的分量为
(6)
由于陀螺敏感轴与OXb轴重合,则陀螺的输出 ,即
(7)
此式为载体的姿态角为 、 和 时,陀螺输出的完整公式。
2.2 基座平面绕垂直于陀螺轴的倾角对方位角测量的影响
在(7)式中令 , ,得到理想情况下陀螺的输出 ,此式与(1)式在形式上不同,实质是相同的。
当基座平面绕垂直于陀螺轴的倾角为 ,即陀螺敏感轴相对水平面抬高(或降低) 角时,在(7)式中令 ,则陀螺的输出变为:
(8)
陀螺在位置1的输出值为 ,其敏感轴逆时针转180°到位置2的输出为 。
(9)
(10)
去除了低频周期干扰和噪声的影响后,由(9)、(10)式解算出方位角 为
(11)
由于俯仰角 的影响,解算出的方位角与方位角真值的差定义为 对方位角 的影响函数(Influence Function=IF)。 对方位角 的影响函数为
(12)
在实际使用中,寻北仪工作在近似水平状态, 是一个小角度,因而有 , 。(12)式变为
(13)
由此可见,基座平面绕垂直于陀螺轴的倾角将直接引起一个同样量级的方位角测量误差,从而在较大程度上影响寻北精度。
2.3 基座平面绕陀螺轴的倾角对方位角测量的影响
当基座平面绕陀螺轴的倾角为 时,在(7)式中令 ,则陀螺的输出变为
(14)
此时陀螺的输出等同于基座平面水平时陀螺的输出,可见基座平面绕陀螺轴的倾角 对方位角
测量没有影响,即 。只有当基座平面同时绕垂直于陀螺轴倾斜时, 才对陀螺的输出产
生影响,见式(7)。既使在这种情况下,由于 和 都是小角度, 是一个更微小的量,式(7)近似等于式(8)。由此可见, 对寻北精度的影响远远小于 的影响。因此在一些寻北精度要求不高的场合,可以不考虑 的影响。
2.4 带倾角误差补偿的寻北解算公式
仅考虑陀螺漂移时,在转位机构旋转180º前后陀螺的输出分别为
(15)
(16)
由(15)、(16)式相减得
(17)
令 ,求解(17)式得
(18)
当纬度 、倾角 和 已知时,通过(18)式可以解算出方位角 ,这就是考虑了倾角影响后的寻北解算公式。
3 光纤陀螺寻北仪的二位置寻北方案
由以上的分析可知,基座平面绕垂直于陀螺轴的倾角对方位角测量产生的影响较大,因此必须测定该倾角并在陀螺的输出值中消除其影响[1,2,4,8,9],倾角传感器采用加速度计。文献[9]中将检测基座平面倾角的加速度计与光纤陀螺垂直安装,这是与本文介绍的寻北方案的不同之处。
二位置寻北方案采用一个双轴加速度计检测基座平面相对于水平面的倾斜角。加速度计的一个敏感轴(x轴)与陀螺敏感轴严格平行,用以测量陀螺敏感轴相对水平面的倾角 。另一个敏感轴(y轴)在水平面内与陀螺敏感轴垂直,用以测量基座平面绕陀螺敏感轴的倾角 。光纤陀螺寻北仪的二位置寻北方案原理如图1所示。
在地理坐标系XnYnZn中地球重力加速度为 ,则在载体坐标系XbYbZb中各轴的重力分量为
(19)
由(5)和(19)式得加速度计所敏感到的重力加速度分量为
(20)
因此,双轴加速度计的输出分别为
(21)
(22)
式中g为重力加速度,g0为加速度计的零偏, 为加速度计的测量噪声。
加速度计的y轴在位置1和位置2的输出分别为 和 :
(23)
(24)
式中 为加速度计的y轴在位置1和位置2处的测量噪声。由于测试时间较短,可以认为 为无穷小量,因而有 。
由(23)、(24)式得
(25)
若 ,则其均方差为
(26)
同理求得
(27)
若 ,则其均方差为
(28)
若取观测数据n组,分别取其均值作为 和 的估计值,则 和 均值的方差分别为 和 。
(29)
(30)
由此可见,增加观测次数可以提高 和 的检测精度。因而通过测定 和 值对光纤陀螺的输出数据进行实时补偿,可以达到提高寻北精度的目的。
4 结束语
光纤陀螺寻北仪利用光纤陀螺测得的地球自转角速率水平分量和加速度计测得的陀螺轴向水平误差角,经过解算得到固定于其上的参考轴与真北方向的夹角。采用在相差180º的两个方向上采样的二位置寻北方案,可以抵消陀螺常值漂移和加速度计偏值的影响。由于陀螺的转动位置少,因而可以大大简化系统,是较为理想的寻北方案。
参考文献:
[1]H.A.Lamprecht, H.Tromp, M.A.bbott. Base motion compensation for a fiber-optic north-seeking gyroscope. Symposium Gyro Technology 1996.
[2]R.B.Dyott. Method for finding true north using a fibre-optic gyroscope. ELECTRONICS LETTERS 1994(30):1087~1088.
[3]Richard.B.Dyott, D.E.Allen. A Fiber Optic Gyroscope North Finder. Proc.SPIE 1994:442-448.
[4]卜继军,魏桂玲,李勇建,吕志清.陀螺寻北仪二位置寻北方案.中国惯性技术学报,2002,10(3):46~49.
[5]高茂林,赵忠,张钧.二位置陀螺寻北仪及转位误差分析.计算机测量与控制,2006,14(1):70~71.
[6]赵玉新,李绪友,刘承香,郝燕玲.光纤陀螺信号处理方法的比较研究.中国惯性技术学报,2003,11(2):52~56.
[7]卜继军,魏桂玲,吕志清.二位置陀螺寻北仪静态误差分析.压电与声光,2000,22(5):309~312.
[8]王毅,赵忠,卫育新.带误差补偿的二位置寻北仪设计.测控技术,2005,24(4):56~58.
[9]张志君,孙霁宇,武克用.光纤陀螺在动态自主定向系统中的应用.长春理工大学学报,2004,27(2):56~58.
 [126楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2008/08/12 11:43 

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[楼主]  [127楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2008/08/12 12:24 

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 [128楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2008/08/12 13:01 

邮件已发
 [129楼]  作者:qstt  发表时间: 2008/08/14 01:24 

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 [130楼]  作者:qstt  发表时间: 2008/08/14 11:03 

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 [131楼]  作者:wangyanqiang  发表时间: 2008/08/14 17:29 

好久不见了,大家好!
李教授能出面将大家组织起来,确实是件好事。但陈先生不可操之过急,反相不是一时一事,要做好长期奋斗的准备。章程中有很多地方有待商榷,应该让大多数反相者都能参与进来,而不是只需要少数几个人。况且,在较短的时间内,恐怕谁也说服不了谁,很难统一大家的思想。
 [132楼]  作者:马英卓  发表时间: 2008/08/14 18:12 

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 [133楼]  作者:马英卓  发表时间: 2008/08/14 18:44 

相对论给我们的思想观念、思维方式与科学理论研究走向带来了很多的“负面”的影响与局面:

一、因为确实是在“参考系与空间”问题上出现了“糊涂”,而,相对论(无论是狭义相对论还是广义相对论)都在“空间与时间”上有了新的说法(什么“时缩”,弯曲空间、四维时空数学手段的运用等),给我们哲学的科学的观念与思维方式带来了很不好的“负面”的影响与后遗症。多年来在什么所谓的“时空观”的讨论与争论,都反映了此影响的规模。时空问题在哲学的上(本体论方面、方法论方面、认识论方面)本来都不是主要的方面,是依附于“本体”的问题。在科学上,也就是说是依附与具体的物质的问题。而错误地成为了独立的问题,且错误的成为了‘决定’物质的“物质”(本来是物质的形式)的东西了。

二、由于数学的多维空间概念的在物理学上的无限制地运用[如最主要的“四维空间”概念的产生及作为相对论最基本工具的状态,以及微分几何非欧几何等在物理理论里的运用,(我认为这是二十世纪初以来,物理研究的“邪门”方式。)就产生了“理论物理”的研究领域(数学先导性,错误就是忽视了“归纳”的基础性与先导性)。于是,理论物理(是数学方法下的物理)就成了时髦的科学了。然而,这也是“相对论”带来的“后遗症”。如此的“数学猜想下的物理”,就成为了“望风扑影”的研究了。没有了“确定”的事实基础的研究了。也就产生大量的垃圾知识与客观世界没有的东西与性质。

[楼主]  [134楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2008/08/14 23:58 

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 [135楼]  作者:马英卓  发表时间: 2008/08/15 08:10 

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[楼主]  [136楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2008/08/15 09:31 

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 [137楼]  作者:qstt  发表时间: 2008/08/19 01:08 

王飞cn先生,
向你说声对不起,杂事可能还要忙俩月,对你赐与的邮件现在才给回复意见。
请在此网站帖子“萨格纳克(Sagnac)实验证明不了地表空间不被地表完全拖曳绕日公转和自转!”内观看,并期望发表不同意见。
[楼主]  [138楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2009/06/01 00:17 

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 [139楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2009/06/01 00:38 

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[楼主]  [140楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2009/06/01 07:02 

  回楼上:人说“恶有恶报时候未到”自信历史终归会有某个时候…
 [141楼]  作者:julia132  发表时间: 2009/06/01 20:58 

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 [142楼]  作者:julia132  发表时间: 2009/06/01 21:24 

看了"中国反相会"的反相内容,我完全赞同.但该会对相对论缺少思变的认识.我反相是反它在理论上的错误,而不反它取得的成就.如,没有狭义相对论就没有量子理论.我认为量子理论也是错的.但你们看看,今天我们正享受找这些错误理论取得的成果.这说明,假说取得的成就永远是与错误相伴生的.也靠它们丰富了对未知世界的认识.我们对未知世界的探索还要走这条路,靠误认来获得未知现象.不转这个弯就是在打倒自己.因为,一问你近代理论的成就靠什么取得的?你就回答不了.
因此,我建议不要搞反相绝对化.

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