[發明專利]光纖陀螺捷聯慣性測量系統振動誤差補償方法

有效

• 申請號: 200910072087.2
• 申請日: 2009-05-22
• 公開（公告）號: CN101566483A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 吳磊;孫巧英;孫楓;高偉;程建華;李緒友;高洪濤;徐博;周廣濤;奔粵陽
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C21/18;G06N3/02;G06N3/08
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(一)技術領域

本發明涉及光纖陀螺捷聯慣性測量系統誤差補償方法，特別是涉及基于 Elman神經網絡的光纖陀螺捷聯慣性測量系統振動誤差補償方法。

(二)背景技術

目前，中低精度光纖陀螺捷聯慣性測量系統已經從實驗室走向了實用階段， 但高精度光纖陀螺捷聯慣性測量系統的應用仍受束于環境條件的影響，尤其是 振動條件。從理論上來說，與機械陀螺相比，光纖陀螺的全固態結構、無旋轉 活動部件的特點決定了它應具有抗沖擊、抗振動能力強、可靠性高的優點。但 在實際應用中，沖擊、振動引起的光纖環的應力變化、器件尾纖振動以及結構 的共振都將引起陀螺誤差，造成振動狀態下的動態誤差增加，從而導致光纖陀 螺捷聯慣性測量系統精度的降低。本發明針對以干涉式光纖陀螺和石英加速度 計為慣性元件的捷聯慣性測量系統，提出有效的振動誤差補償方案并建立合理 的Elman神經網絡誤差補償模型，以期最大限度的減小環境振動對系統精度造 成的影響。

目前有與光纖陀螺減振有關的研究報道，例如美國的專利公開號為 US2008/0218764A1，名稱為“METHOD?AND?SYSTEMS?FOR?FIBER?OPTIC GYROSCOPES?VIBRATION?ERROR?SUPPRESSION”的專利申請文件中公開的 技術方案等。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種能使光纖陀螺捷聯慣性測量系統具有較好的抗 振性能的光纖陀螺捷聯慣性測量系統振動誤差補償方法。

本發明的目的是通過如下步驟實現的：

(1)光纖陀螺捷聯慣性測量系統的慣性測量元件由干涉型光纖陀螺和石英 撓性加速度計組成；將光纖陀螺捷聯慣性測量系統置于振動臺上，待系統穩定 工作后，采集振動條件下光纖陀螺儀和石英撓性加速度計輸出的原始數據；

(2)對加速度計的輸出數據進行處理，分析加速度計安裝誤差對系統補償 效果的影響，并對慣性元件的輸出進行安裝誤差補償；

(3)利用對安裝誤差補償后的加速度計輸出進行功率譜分析，確定振動信 號的振動特征；

(4)利用步驟(3)得到的振動信號的振動特征，建立Elman神經網絡誤 差補償模型并對其進行訓練；利用Elman神經網絡誤差補償模型的輸出，完成 對初始對準階段光纖陀螺捷聯慣性測量系統的振動誤差的補償。

本發明還可以包括這樣一些特征：

1、所述的分析加速度計安裝誤差對系統補償效果的影響，并對慣性元件的 輸出進行安裝誤差補償的方法是：

對光纖陀螺捷聯慣性測量系統進行標定，得到加速度計坐標系與載體坐標 系間和光纖陀螺坐標系與載體坐標系間的安裝誤差角，由安裝誤差角得到加速 度計坐標系同載體坐標系的轉換矩陣C_g^b和光纖陀螺坐標系同載體坐標系的轉 換矩陣C_g^b；

加速度計坐標系與載體坐標系間的坐標變換關系可由以下六個參數來描 述，它們分別是θ_axy，θ_axz，θ_ayx，θ_ayz，θ_azx，θ_azy。其中θ_axy和θ_axz分別表示加速度計 的x軸相對于y軸和z軸的安裝誤差角，θ_ayx和θ_ayz分別表示加速度計的y軸相對 于x軸和z軸的安裝誤差角，θ_azx和θ_azy分別表示加速度計的z軸相對于x軸和y 軸的安裝誤差角，并且認為安裝誤差角均為小角度。則加速度計坐標系同載體 坐標系的轉換矩陣為：

Cab=I+ΔCab]]>