[發(fā)明專利]光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的單軸轉(zhuǎn)臺標(biāo)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(shè)計(jì)）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(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C21/18
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種導(dǎo)航領(lǐng)域的標(biāo)定方法。

背景技術(shù)

標(biāo)定技術(shù)就是一種從軟件方面來提高慣性導(dǎo)航系統(tǒng)使用精度的方法。標(biāo)定技術(shù)本質(zhì)上也是一種誤差測量技術(shù)。對于光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，所謂誤差補(bǔ)償技術(shù)就是建立光纖陀螺和石英撓性加速度計(jì)的誤差數(shù)學(xué)模型，通過一定的試驗(yàn)來測量模型系數(shù)，進(jìn)而確定光纖陀螺和石英撓性加速度計(jì)的誤差數(shù)學(xué)模型。目前的標(biāo)定方法都要使用大型的三軸測試轉(zhuǎn)臺，執(zhí)行預(yù)先設(shè)定好的標(biāo)定路徑，經(jīng)過位置測量試驗(yàn)、速率測量試驗(yàn)和零位修正測量試驗(yàn)，標(biāo)定測量出光纖陀螺的漂移、刻度因數(shù)、安裝誤差；石英撓性加速度計(jì)的刻度因數(shù)、零位偏值、安裝誤差。

轉(zhuǎn)臺作為捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的測試設(shè)備，是一種復(fù)雜的集光機(jī)電一體的現(xiàn)代化設(shè)備，它能夠模擬載體的各種姿態(tài)角運(yùn)動，復(fù)現(xiàn)其運(yùn)動時的多種動力學(xué)特性，對船舶、飛機(jī)的制導(dǎo)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及相應(yīng)器件的性能進(jìn)行反復(fù)測試，獲得充分的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)對系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和改進(jìn)，達(dá)到總體設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)要求。三軸測試轉(zhuǎn)臺作為轉(zhuǎn)臺的一種，能夠在三個自由度上進(jìn)行姿態(tài)角運(yùn)動，即可以復(fù)現(xiàn)載體所有的姿態(tài)角運(yùn)動狀態(tài)，大型的三軸測試轉(zhuǎn)臺角位置定位精度高、速率范圍廣、功能多，缺點(diǎn)是價格昂貴(一般在一百萬元以上)、安裝麻煩(需要三到五米的地基)、維護(hù)保養(yǎng)程序繁瑣。

光纖陀螺的制造過程中，光學(xué)器件特別是光纖環(huán)的纏繞需使用大量的紫外固化膠，其性能會隨著時間的增加而產(chǎn)生變化，進(jìn)而改變光學(xué)器件的性能，對光纖陀螺的漂移、刻度因數(shù)產(chǎn)生影響；石英撓性加速度計(jì)的撓性軸彈性系數(shù)也會隨著時間的改變而產(chǎn)生變化，對石英撓性加速度計(jì)的零位偏值、和刻度因數(shù)產(chǎn)生影響，只能通過重新標(biāo)定的方法消除其影響。根據(jù)研究與使用經(jīng)驗(yàn)，中低精度的光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在三個月到四個月之內(nèi)，光纖陀螺的輸出性能保持穩(wěn)定，能夠滿足捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的正常工作。使用時間超過四個月，則無法保證精度，需要重新標(biāo)定。并且，光纖陀螺的漂移、石英撓性加速度計(jì)的零位偏值比較光纖陀螺刻度因數(shù)、石英撓性加速度計(jì)的刻度因數(shù)，對于捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)性能的影響起到主要的作用(光纖陀螺和石英撓性加速度計(jì)一般視為剛體，其安裝誤差不隨時間改變)。對于中低精度的光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，在精度要求不高的情形下，只需要標(biāo)定光纖陀螺的漂移、石英撓性加速度計(jì)的零位偏值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供標(biāo)定成本低、步驟簡單、標(biāo)定時單軸轉(zhuǎn)臺放置于地面即可、無需試驗(yàn)室環(huán)境的光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的單軸轉(zhuǎn)臺標(biāo)定方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的單軸轉(zhuǎn)臺標(biāo)定方法，其特征是：

(1)將光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)放置于單軸轉(zhuǎn)臺上，光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通電進(jìn)行預(yù)熱，然后采集陀螺儀和加速度計(jì)輸出的數(shù)據(jù)；

(2)記初始時刻光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)所在位置為a位置，在a位置采集300秒內(nèi)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(jì)輸出的比力

f^a(1)，f^a(2)，...f^a(N)，

其中h為光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的采樣周期，上角標(biāo)a表示數(shù)據(jù)采集時光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)處在a位置；

(3)由步驟(2)測量結(jié)果，得出a位置上光纖陀螺輸出的角速度平均值