[發明專利]一種光纖捷聯慣導雙軸旋轉調制方法及雙軸旋轉機構

有效

• 申請號: 201210102131.1
• 申請日: 2012-04-09
• 公開（公告）號: CN102749079A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 徐海剛;李延;熊建瓊;黃妍妍;張偉;王婷;唐彥
• 申請（專利權）人: 北京自動化控制設備研究所
• 主分類號: G01C21/18
• 分類號: G01C21/18;G01C25/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

1.一種光纖捷聯慣導雙軸旋轉調制方法，包括如下步驟：

步驟（S1）建立一個雙軸旋轉機構，使慣性測量單元的任意兩個軸向與雙軸旋轉機構的兩個旋轉軸平行，且旋轉軸的旋轉是連續的；

步驟（S2）控制旋轉機構旋轉，進行初始對準，得到初始姿態矩陣的誤差；

步驟（S3）使旋轉機構雙軸同時旋轉，進行慣性導航，得到運載體坐標系內的姿態矩陣。

2.根據權利要求1所述的一種光纖捷聯慣導雙軸旋轉調制方法，其特征在于：所述步驟（S3）中旋轉機構雙軸的旋轉為往復整周旋轉。

3.根據權利要求1所述的一種光纖捷聯慣導雙軸旋轉調制方法，其特征在于：所述初始對準包括粗對準和精對準兩個階段；粗對準時建立系統的初始姿態矩陣并裝訂初始位置和速度；精對準時估計并修正粗對準所得到的初始姿態矩陣的誤差；所述精對準過程中控制旋轉機構實現慣性測量單元繞自身方位軸往復旋轉。

4.根據權利要求3所述的一種光纖捷聯慣導雙軸旋轉調制方法，其特征在于：所述精對準過程中，以速度誤差和位置誤差為觀測量，采用閉環卡爾曼濾波器來進行精對準，估計、修正初始航姿角誤差。建立閉環卡爾曼濾波器時，系統狀態變量為

δL、δλ、δV_N、δV_U、δV_E、φ_N、φ_U、φ_E、?ε_x、ε_y、ε_z依次表示緯度誤差、經度誤差、北速誤差、天速誤差、東速誤差、北向誤差角、方位誤差角、東西誤差角、三個加速度計零偏、三個陀螺漂移；?

在閉環卡爾曼濾波過程中，每完成一次濾波計算，進行一次閉環修正，修正量如下：

位置修正：L=L-X(1)λ=λ-X(2)，L,λ分別表示緯度和經度；

速度修正：V_N=V_N-X(3),V_U=V_U-X(4),V_E=V_E-X(5)，V_N,V_U,V_E分別表示北向速度、天向速度、東向速度；

姿態修正：?φ=[X(6)X(7)X(8)]′，?分別表示姿態矩陣，φ表示北向誤差角、方位誤差角、東西誤差角組成的矢量，I表示三維單位矩陣；

加表零偏修正：

f_x,f_y,f_z分別表示三個加速度計的測量值，?分別表示三個加速度計零偏；

陀螺漂移修正：

ω_xω_yω_z分別表示三個陀螺儀的測量值，ε_xε_yε_z分別表示三個陀螺漂移；

X(k)，k＝1,2，…14表示系統狀態變量X中的元素；

每次誤差修正完成后，狀態向量全部元素置零。

5.根據權利要求1至4所述的一種光纖捷聯慣導雙軸旋轉調制方法，其特征在于：慣性導航時在運載體轉彎過程中，實時獲得運載體的方位變化量；然后控制慣性測量單元的方位軸朝運載體轉彎的反方向旋轉，并保證該旋轉角度與運載體的方位變化是等量反向的。

6.一種光纖捷聯慣導雙軸旋轉機構，包括一個安裝平臺，兩個相互垂直的旋轉軸以及連接安裝平臺和旋轉軸的框架；安裝平臺用于安裝被旋轉調制的裝置，通過控制旋轉軸或框架來實現安裝平臺上的裝置繞旋轉軸旋轉。?

7.根據權利要求6所述的一種光纖捷聯慣導雙軸旋轉機構，其特征在于：所述兩個相互垂直的旋轉軸為內軸和外軸，所述框架包括內框與外框；內軸與安裝平臺固連，內軸與內框相連且內框中置有控制內軸旋轉的驅動機構，外軸與內框固連，外軸與外框相連且外框中置有控制外軸旋轉的驅動機構；所述安裝平臺用于安裝慣性測量單元，慣性測量單元的任意兩個軸向與旋轉軸平行。?