[發(fā)明專利]光纖陀螺捷聯慣性導航系統的單軸轉臺標定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010270939.1
• 申請日: 2010-09-03
• 公開（公告）號: CN102003968A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發(fā)明（設計）人: 奔粵陽;吳曉;李倩;高偉;付建楠;王秋瀅;盛宏媛;張義;車延庭;南兆君
• 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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.光纖陀螺捷聯慣性導航系統的單軸轉臺標定方法，其特征是：

(1)將光纖陀螺捷聯慣性導航系統放置于單軸轉臺上，光纖陀螺捷聯慣性導航系統通電進行預熱，然后采集陀螺儀和加速度計輸出的數據；

(2)記初始時刻光纖陀螺捷聯慣性導航系統所在位置為a位置，在a位置采集300秒內光纖陀螺輸出的角速度

ω^a(1)，ω^a(2)，...ω^a(N)

和石英撓性加速度計輸出的比力

f^a(1)，f^a(2)，...f^a(N)，

其中h為光纖陀螺捷聯慣性導航系統的采樣周期，上角標a表示數據采集時光纖陀螺捷聯慣性導航系統處在a位置；

(3)由步驟(2)測量結果，得出a位置上光纖陀螺輸出的角速度平均值

ωa‾=ωa(1)+ωa(2)+......+ωa(N-1)+ωa(N)N]]>

和石英撓性加速度計輸出的比力平均值

fa‾=fa(1)+fa(2)+......+fa(N-1)+fa(N)N,]]>

的慣性器件坐標系投影形式為

ωa‾=ωxa‾ωya‾ωza‾,]]>

的慣性器件坐標系投影形式為

fa‾=fxa‾fya‾fza‾,]]>

下角標x表示慣性器件坐標系x軸，y表示慣性器件坐標系y軸，z表示慣性器件坐標系z軸；

(4)控制單軸轉臺繞其轉動軸逆時針旋轉90°，記轉動后光纖陀螺捷聯慣性導航系統所在位置為b位置，在b位置采集300秒內光纖陀螺輸出的角速度

ω^b(1)，ω^b(2)，...ω^b(N)

和石英撓性加速度計輸出的比力

f^b(1)，f^b(2)，...f^b(N)，

上角標b表示數據采集時，光纖陀螺捷聯慣性導航系統處在b位置；

(5)由步驟(4)測量結果，得出b位置上光纖陀螺的輸出的角速度平均值

ωb‾=ωb(1)+ωb(2)+......+ωb(N-1)+ωb(N)N]]>

和石英撓性加速度計輸出的比力平均值

fb‾=fb(1)+fb(2)+......+fb(N-1)+fb(N)N,]]>

的慣性器件坐標系投影形式為

ωb‾=ωxb‾ωyb‾ωzb‾,]]>

的慣性器件坐標系投影形式為

fb‾=fxb‾fyb‾fzb‾;]]>

(6)控制單軸轉臺繞其轉動軸逆時針旋轉90°，記轉動后光纖陀螺捷聯慣性導航系統所在位置為c位置，在c位置采集300秒內光纖陀螺輸出的角速度

ω^c(1)，ω^c(2)，...ω^c(N)

和石英撓性加速度計輸出的比力

f^c(1)，f^c(2)，...f^c(N)，

上角標c表示數據采集時光纖陀螺捷聯慣性導航系統處在c位置；

(7)由步驟(6)測量結果，得出c位置上光纖陀螺的輸出的角速度平均值

ωc‾=ωc(1)+ωc(2)+......+ωc(N-1)+ωc(N)N]]>

和石英撓性加速度計輸出的比力平均值

fc‾=fc(1)+fc(2)+......+fc(N-1)+fc(N)N,]]>

的慣性器件坐標系投影形式為

ωc‾=ωxc‾ωyc‾ωzc‾,]]>

的慣性器件坐標系投影形式為

fc‾=fxc‾fyc‾fzc‾;]]>

(8)控制單軸轉臺繞其轉動軸逆時針旋轉90°，記轉動后光纖陀螺捷聯慣性導航系統所在位置為d位置，在d位置采集300秒內光纖陀螺輸出的角速度

ω^d(1)，ω^d(2)，...ω^d(N)，

和石英撓性加速度計輸出的比力

f^d(1)，f^d(2)，...f^d(N)，

上角標d表示數據采集時光纖陀螺捷聯慣性導航系統處在d位置；

(9)由步驟(8)測量結果，得出c位置上光纖陀螺的輸出的角速度平均值

ωd‾=ωd(1)+ωd(2)+......+ωd(N-1)+ωd(N)N]]>

和石英撓性加速度計輸出的比力平均值

fd‾=fd(1)+fd(2)+......+fd(N-1)+fd(N)N,]]>

的慣性器件坐標系投影形式為

ωd‾=ωxd‾ωyd‾ωzd‾,]]>

的慣性器件坐標系投影形式為

fd‾=fxd‾fyd‾fzd‾;]]>

(10)由步驟(3)、步驟(5)、步驟(7)、步驟(9)測量得到慣性器件坐標系x軸光纖陀螺的漂移

ϵx=ωxa‾+ωxb‾+ωxc‾+ωxd‾4,]]>

慣性器件坐標系y軸光纖陀螺的漂移

ϵy=ωya‾+ωyb‾+ωyc‾+ωyd‾4,]]>

以及慣性器件坐標系x軸石英撓性加速度計的零位偏值

▿x=fxa‾+fxb‾+fxc‾+fxd‾4,]]>

慣性器件坐標系y軸石英撓性加速度計的零位偏值

▿y=fya‾+fyb‾+fyc‾+fyd‾4,]]>

(11)由步驟(3)、步驟(5)、步驟(7)、步驟(9)和步驟(10)得到以下參量：

在位置a時，光纖陀螺捷聯慣性導航系統的縱搖角θ

θ=arcsin[(fyc‾-fya‾)2g]+arcsin[(fxb‾-fxd‾)2g]2]]>

其中g為光纖陀螺捷聯慣性導航系統所在位置的重力值，

進一步得到在位置a時，光纖陀螺捷聯慣性導航系統的橫搖角γ

γ=arcsin[(fxa‾-▿x)gcos(θ)]+arcsin[(fyb‾-▿y)gcos(θ)]2]]>

進一步得到在位置a時，光纖陀螺捷聯慣性導航系統的航向角φ

φ=arccos[(ωya‾-ϵy)ΩcosLcosθ-tanLtanθ]+arccos[(ωxb‾-ϵx)ΩcosLcosθ-tanLtanθ]2]]>

其中L為光纖陀螺捷聯慣性導航系統所在位置的緯度值，Ω為地球自轉角速度；

(12)由步驟(3)、步驟(5)、步驟(7)、步驟(9)、步驟(10)和步驟(11)測量得到慣性器件坐標系z軸光纖陀螺的漂移

ϵz=ωza‾+ωzb‾+ωzc‾+ωzd‾4-Ω[cosL(sinγsinφ-cosγsinθcosφ)+sinLcosγcosθ]]]>

慣性器件坐標系z軸石英撓性加速度計的零位偏值

▿z=fza‾+fzb‾+fzc‾+fzd‾4+gcosγcosθ.]]>