[發明專利]姿態測量系統和方法以及油井井眼軌跡測量系統和方法

有效

• 申請號: 201110096041.1
• 申請日: 2011-04-18
• 公開（公告）號: CN102748010A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 李代甫
• 申請（專利權）人: 北京紫貝龍科技有限責任公司
• 主分類號: E21B47/024
• 分類號: E21B47/024;E21B47/022
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;南毅寧

1.一種利用兩軸陀螺連續測量處于重力場剛性支架(100)的姿態的系統，該系統包括：

陀螺傳感器(200)，該陀螺傳感器(200)與所述剛性支架(100)剛性連接且陀螺傳感器(200)的兩個角速度敏感軸與所述剛性支架(100)中心軸正交，用于測量陀螺傳感器(200)的兩個角速度敏感軸方向上的角速度；

加速度計(300)，與所述剛性支架(100)剛性連接，用于測量剛性支架(100)的傾斜角和高邊角；

計算單元(500)，用于根據剛性支架(100)在初始時刻的傾斜角、高邊角和方位角、任意時刻的高邊角以及從初始時刻到任意時刻的時間段內陀螺傳感器(200)所測得的兩個角速度敏感軸方向上的角速度，計算剛性支架(100)在任意時刻的方位角，之后結合加速度計(300)所測量的剛性支架(100)在該任意時刻的傾斜角和高邊角，確定剛性支架(100)在該任意時刻的姿態。

2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述根據剛性支架(100)在初始時刻的傾斜角、高邊角和方位角、任意時刻的高邊角以及從初始時刻到任意時刻的時間段內陀螺傳感器(200)所測得的兩個角速度敏感軸方向上的角速度計算剛性支架(100)在任意時刻的方位角包括：

通過以下關系式來計算t時刻時陀螺傳感器(200)在陀螺坐標系的X軸和Y軸方向上相對于t₀時刻改變的角度，

φx(t)=fx(kx,ωx(t),φx(t0))φy(t)=fy(ky,ωy(t),φy(t0))]]>

其中，φ_x(t)和φ_y(t)分別為剛性支架(100)t時刻時在陀螺坐標系的X軸和Y軸方向上相對于t₀時刻改變的角度；k_x和k_y為陀螺傳感器(200)角速度刻度因子；ω_x(t)和ω_y(t)分別是陀螺傳感器(200)所測得的兩個角速度敏感軸方向上的角速度，是時間t的函數；φ_x(t₀)和φ_y(t₀)分別是剛性支架(100)t₀時刻時在陀螺坐標系的X軸和Y軸方向上轉過的角度；以及

根據所改變的角度、任意時刻的高邊角以及剛性支架(100)在t₀時刻的傾斜角、高邊角和方位角，計算剛性支架(100)在t時刻的方位角。