[發明專利]車輛捷聯慣性導航系統的三軸陀螺常值漂移快速測量方法

有效

• 申請號: 201210011114.7
• 申請日: 2012-01-14
• 公開（公告）號: CN102589568A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 奔粵陽;吳曉;李倩;高偉;于飛;王秋瀅;盛宏媛;劉彬;張磊;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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種捷聯慣性導航系統的標定方法。

背景技術

標定是捷聯慣性導航系統的關鍵技術之一，標定的目的就是確定慣性測量組件(三軸陀螺和加速度計)的數學模型或誤差數學模型的參數。在標定完成后，就可以在實際的應用環境中對慣性測量組件的輸出進行補償，提高捷聯慣性導航系統的精度。

通常情況下的標定是在實驗室內，使用精密轉臺進行的。例如北京航空航天大學富力的專利“撓性陀螺儀靜態漂移零次和一次加速度相關項誤差模型最優位置標定方法”(申請公布號CN101738203A)。該發明公開了一種撓性陀螺儀靜態漂移零次和一次加速度相關項誤差模型最優位置標定方法，在最優空間正交十二位置下對獲得的最優空間正交十二位置漂移系數與撓性陀螺靜態誤差補償模型進行的測量值補償，有效地提高了撓性陀螺儀的輸出，需將撓性陀螺儀安裝在高精度三軸位置速率轉臺上，且三軸與地理系的天北西方向要求嚴格重合。再例如北京航空航天大學的發明人房建成的專利“一種光纖陀螺慣性測量單元的現場標定方法”(申請公布號CN101021546A)。該發明涉及一種現場精確標定光纖陀螺慣性測量單元誤差系數的方法，可在沒有精密轉臺的使用現場，通過光纖陀螺慣性測量單元在駐留12個位置，精確標定出陀螺標度因數、陀螺常值漂移、陀螺安裝誤差和加速度計常值偏置，該方法需要對光纖陀螺慣性測量單元進行多次翻轉操作，這需要對捷聯慣性導航系統進行重復拆裝，操作繁瑣，并且存在重復拆裝誤差的問題。

相關研究表明，試驗室轉臺標定出的各項誤差系數并不是固定不變的，包括陀螺常值漂移、標度因數、安裝誤差和加速度計常值誤差、標度因數、安裝誤差等。這些參數隨著系統的使用和存放時間的推移而變化，時間間隔越長，則變化越大，需要定期標定。同時，根據捷聯慣性導航系統的基本工作原理可知：其誤差的主要誘因為三軸陀螺常值漂移。由于車輛捷聯慣性導航系統普遍為中等精度、或者是低精度的捷聯慣性導航系統，因此標定的主要任務即三軸陀螺常值漂移的測量。

發明內容

本發明的目的在于提供提高車輛捷聯慣性導航系統的導航精度的車輛捷聯慣性導航系統的三軸陀螺常值漂移快速測量方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明車輛捷聯慣性導航系統的三軸陀螺常值漂移快速測量方法，其特征是：

(1)熄滅車輛發動機，保持車輛靜止狀態；

(2)通過外部設備確定車輛的初始位置包括經度和緯度，將它們裝訂至車輛捷聯慣性導航系統的導航計算機中；

(3)車輛捷聯慣性導航系統進行預熱，采集陀螺和加速度計輸出的數據；

(4)進行解析式粗對準；

(5)使車輛捷聯慣性導航系統的水平回路工作在二階水平對準過程，方位回路工作在羅經對準過程中，采集車輛捷聯慣性導航系統測量的導航坐標系下速度：

其中上角標表示導航坐標系n系，下角標E、N、U分別表示導航坐標系的東向軸、北向軸和天向軸，并且有h為車輛捷聯慣性導航系統的采樣周期；

(6)步驟(5)結束時刻，車輛捷聯慣性導航系統測量得到的捷聯姿態矩陣T₁：

其中表示T₁的第i行、第j列元素；

(7)利用步驟(5)采集到的和得到測量中間量和

其中L為車輛所在位置的緯度值，參數設置為

(8)啟動車輛并操縱車輛轉彎，制動車輛，熄滅車輛發動機，保持車輛靜止狀態；

(9)重復步驟(5)的過程；

(10)步驟9結束時刻，車輛捷聯慣性導航系統測量得到的捷聯姿態矩陣T₂：

其中表示T₂的第i行、第j列元素；

(11)利用步驟(9)采集到的可得測量中間量

(12)利用步驟(6)、步驟(7)、步驟(10)、步驟(11)得到三軸陀螺常值漂移的測量值：

x軸陀螺常值漂移的測量值：

y軸陀螺常值漂移的測量值：

z軸陀螺常值漂移的測量值：

其中

本發明還可以包括：

1、進行解析式粗對準的步驟進行30秒。

2、采集車輛捷聯慣性導航系統測量的導航坐標系下速度的步驟進行140秒。