[發明專利]一種單軸旋轉慣導系統慣性器件誤差補償方法

有效

• 申請號: 201410143285.4
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN103940445A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 孫云龍;高延濱;管練武;楊淳;李緒友;郭慧;許德新;張慶;胡文彬;張帆
• 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

本發明屬于慣性導航系統消除慣性器件誤差方法中的單軸旋轉調制技術，特別涉及能夠消除旋轉軸上慣性器件的誤差的一種單軸旋轉慣導系統慣性器件誤差補償方法。

背景技術

捷聯慣導系統基于能夠連續輸出載體速度、姿態、位置信息的全自主導航系統被廣泛應用于航空、航天、航海等領域。其主要是利用陀螺儀和加速度計測量載體的角運動和線運動信息，經過導航解算后得到導航信息。然而，由于慣性組件輸出值與測量值總是存在一定常值偏差，導致系統解算定位誤差隨導航時間的增長而逐漸發散，影響導航精度，制約了捷聯慣導系統的長時間導航能力。為了提高系統定位精度，一方面可以提高慣性元件精度，但是受到加工水平的制約，難度很大；另一方面就是采用算法上的提高來抑制誤差，自動抵消慣性器件的誤差對精度的影響。

旋轉調制技術作為一種誤差抑制技術，主要是通過旋轉機構帶動慣性器件組件按照既定方案旋轉，使得慣性組件常值偏差沿導航系統投影呈周期振蕩形式，一個旋轉周期內積分結果為零，進而抵消慣性器件常值輸出誤差對定位誤差的影響以提高系統的精度。旋轉調制技術的本質就是改變陀螺敏感軸方向，使依附于陀螺敏感軸上的誤差方向在導航系中改變，使不同方向上的等效器件引起的系統導航誤差相互抵消，從而提高導航精度。

單軸旋轉調制技術是通過沿單一軸轉動不同位置來消除慣性器件誤差的方法，但是此方法只能消除非旋轉軸方向上的器件誤差，目前在核心期刊與專利查詢中均未發現能同時消除旋轉軸上慣性器件誤差的方法。

發明內容

本發明的目的是提供具有高精度、高冗余性的一種單軸旋轉慣導系統慣性器件誤差補償方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種單軸旋轉慣導系統慣性器件誤差補償方法，包括以下幾個步驟：

步驟一：將慣性器件固聯至旋轉機構，慣性器件的y軸與天向重合；

步驟二：旋轉機構帶動慣性器件以角速度ω_y繞y軸進行正反轉停運動；

慣性器件的一個周期的四個轉停次序為：

x_s、z_s代表慣性坐標系水平軸，A₁、A₂、B₁、B₂表示四個停留位置，其中A₁、A₂位置重合、位于x_s的正半軸，B₁、B₂位置重合、位于x_s的負半軸，

次序1，慣導系統從位置A₁出發順時針轉動180°，到達位置B₁，停位時間長為t，

次序2，慣導系統從位置B₁出發逆時針轉動180°，到達位置A₂，停位時間長為t，

次序3，慣導系統從位置A₂出發逆時針轉動180°，到達位置B₂，停位時間長為t，

次序4，慣導系統從位置B₂出發順時針轉動180°，到達位置A₁，停位時間長為t；

步驟三：讀取x軸陀螺輸出值x軸加速度計輸出值y軸正半軸陀螺輸出值y軸正半軸加速度輸出值z軸陀螺輸出值z軸加速度計輸出值y軸負半軸陀螺輸出值y軸負半軸加速度計輸出值

慣性器件誤差為：