[發明專利]半球諧振陀螺的輸出補償方法和系統

有效

• 申請號: 201310625255.2
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103674060A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 伊國興;奚伯齊;李清華;謝陽光;祁子洋
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C19/56
• 代理公司: 北京市京大律師事務所 11321
• 代理人: 張璐;方曉明

技術領域

本發明涉及慣性導航技術領域，尤其涉及半球諧振陀螺的輸出補償方法和系統。?

背景技術

HRG（Hemispherical?Resonant?Gyro，半球諧振陀螺）是一種新型高精度、可靠性高的慣導級固態波陀螺，具有體積小、重量輕、功耗低、啟動快、抗輻射能力強、抗沖擊振動性良好、壽命長等優點，廣泛應用在衛星、空間飛行器等慣性導航系統中。?

慣性導航系統的工作精度主要取決于HRG的輸出精度，也就是HRG的角速度精度，而輸出漂移，也就是HRG的角速度漂移是造成HRG輸出誤差的原因，因此對建立漂移模型以及補償方法的研究具有十分重要的意義。目前，國內外關于HRG諧振子質量分布不均勻、激勵系統誤差、振型角測量系統結構誤差、溫度場變化以及基座高頻振動所產生的漂移做了很多研究工作。?

本發明的發明人在對HRG單表進行速率標定，以及對組合系統進行多位置的安裝誤差標定過程發現，當標定完成后，將IMU（Inertial?MeasurementUnit，慣性測量單元）停在標定點位置，HRG輸出誤差較大，這種情況說明重力場能夠使HRG產生輸出漂移，在HRG實際使用中，重力以及載體運動加速度不可避免地作用到HRG本身，影響HRG的輸出精度。然而，關于加速度導致的HRG輸出漂移的研究卻相對空白，因此有必要提供一種HRG的輸出補償方法和系統，確定出HRG的加速度矢量與HRG的輸出漂移量之間的關系——加速度漂移模型后，可以通過計算出的輸出漂移量對HRG的輸出進行補償，從而提高HRG的輸出精度。?

發明內容

本發明的發明目的在于提供了一種HRG的輸出補償方法和系統，可以根據建立的HRG的加速度漂移模型對HRG的輸出進行補償，提高HRG的輸出精度。?

根據本發明的一個方面，提供了一種半球諧振陀螺的輸出補償方法，包括：?

測量所述半球諧振陀螺的加速度矢量，并根據測量的加速度矢量，以及預先確定的加速度漂移模型，計算出所述半球諧振陀螺的輸出漂移量；?

根據計算出的所述半球諧振陀螺的輸出漂移量，對所述半球諧振陀螺的輸出進行補償。?

進一步，所述加速度漂移模型具體為：?

ϵ=K1(aigxg)2+(aigyg)2sin[arctan(aigxgaigyg)-ψ0]]]>????（公式1）?

其中，ε為所述半球諧振陀螺的輸出漂移量；分別為所述半球諧振陀螺的加速度矢量中的沿所述半球諧振陀螺的諧振子的緯線和經線方向的加速度分量；K₁為一次諧波系數；ψ₀為所述半球諧振陀螺在所述加速度矢量下其諧振子在平衡位置的振型角發生偏移量的大小。?

根據本發明的另一個方面，還提供了一種半球諧振陀螺的加速度漂移模型建立方法，包括：?

對于預先設定的每組諧振子參數值，確定該組諧振子參數值下所述半球諧振陀螺的輸出漂移量；其中，所述諧振子參數值包括：所述諧振子的振型角和振幅；?

根據所述半球諧振陀螺的加速度矢量與諧振子參數值的函數關系，以及在每組諧振子參數值下確定出的所述半球諧振陀螺的輸出漂移量，確定出所述半球諧振陀螺的加速度矢量與所述半球諧振陀螺的輸出漂移量之間的關系，作為所述加速度漂移模型。?