[發(fā)明專利]一種適用于低精度有方位基準(zhǔn)雙軸轉(zhuǎn)位設(shè)備的慣性測(cè)量單元標(biāo)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410145102.2
• 申請(qǐng)日: 2014-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN103994775B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 穆杰;劉明;周海;羅偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北航天技術(shù)研究院總體設(shè)計(jì)所
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司42104
• 代理人: 王和平,陳懿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空航天捷聯(lián)慣性導(dǎo)航技術(shù)中的慣性測(cè)量組合測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于低精度有方位基準(zhǔn)雙軸轉(zhuǎn)位設(shè)備的慣性測(cè)量單元標(biāo)定方法。?

背景技術(shù)

捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)具有反應(yīng)時(shí)間短、可靠性高、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、艦船、導(dǎo)彈等軍用和民用導(dǎo)航領(lǐng)域，具有重要的國(guó)防意義和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。?

慣性測(cè)量組合是捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的核心部件，主要由3個(gè)加速度計(jì)和3個(gè)陀螺組成。?

標(biāo)定技術(shù)是慣性導(dǎo)航領(lǐng)域的核心技術(shù)之一，是一種對(duì)誤差的辨識(shí)技術(shù)，即建立慣性器件和慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差模型，通過一系列的試驗(yàn)求解出誤差模型中的誤差項(xiàng)，進(jìn)而通過軟件算法對(duì)誤差進(jìn)行補(bǔ)償。慣性測(cè)量組合的標(biāo)定結(jié)果好壞直接影響捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的精度。?

慣性測(cè)量組合標(biāo)定方法按層次可分為分立式標(biāo)定和系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定兩種。當(dāng)前分立式標(biāo)定方法的研究已經(jīng)非常成熟，而系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定方法是由20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的，目前正成為標(biāo)定技術(shù)研究的熱點(diǎn)。?

分立標(biāo)定方法是根據(jù)陀螺和加速度計(jì)的誤差模型，利用三軸轉(zhuǎn)臺(tái)提供的精確速率、姿態(tài)和位置，采集慣性測(cè)量組合的輸出，然后利用最小二乘法辨識(shí)誤差模型系數(shù)。然而分立式標(biāo)定過分依賴轉(zhuǎn)臺(tái)的精度，當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)精度不高時(shí)，標(biāo)定結(jié)果不理想。?

系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定是建立捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)導(dǎo)航輸出誤差與慣性器件誤差參數(shù)之間的關(guān)系，充分考慮慣性器件誤差系數(shù)的可辨識(shí)性，合理安排實(shí)驗(yàn)位置，進(jìn)而辨識(shí)出慣性器件的各項(xiàng)誤差系數(shù)。該方法可以大幅減小甚至克服標(biāo)定對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)精度的依賴，適合現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定使用。?

早在上世紀(jì)80-90年代，國(guó)外的系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定方法就已經(jīng)在工程中得到了推廣應(yīng)用。國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究起步較晚，近年隨著捷聯(lián)慣導(dǎo)技術(shù)的成熟度不斷提高，國(guó)內(nèi)也出現(xiàn)了很多介紹系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定的文獻(xiàn)和資料，但大多數(shù)停留在理論研究和仿真驗(yàn)證的階段。在公開的文獻(xiàn)和資料中，國(guó)內(nèi)一般采用低精度的三軸或雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)，在引北的條件下在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定，缺乏工程實(shí)用性。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種適用于低精度有方位基準(zhǔn)雙軸轉(zhuǎn)位設(shè)備的慣性測(cè)量單元標(biāo)定方法，與國(guó)內(nèi)外其他系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定方法相比，該標(biāo)定方法適用于低精度有方位基準(zhǔn)雙軸轉(zhuǎn)位設(shè)備，可以大幅降低標(biāo)定對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)精度的依賴性，具有很好的工程實(shí)用性。?

本發(fā)明適用于低精度有方位基準(zhǔn)雙軸轉(zhuǎn)位設(shè)備的慣性測(cè)量單元標(biāo)定方法，包含如下步驟：?

步驟一：將慣性測(cè)量單元安裝在雙軸轉(zhuǎn)位設(shè)備上，慣性測(cè)量單元初始位置朝向?yàn)楸?天-東（N-U-E，North-Up-East），慣性測(cè)量單元通電預(yù)熱后開始采集輸出的原始數(shù)據(jù)，慣性測(cè)量單元先在第0個(gè)位置上靜止3-5分鐘，再轉(zhuǎn)動(dòng)到第1個(gè)位置靜止3-5分鐘，隨后轉(zhuǎn)動(dòng)到第2個(gè)位置，依此類推，直至在第18個(gè)位置上靜止3-5分鐘后停止采集慣性測(cè)量單元輸出的原始數(shù)據(jù)；?

步驟二：利用步驟一采集的慣性測(cè)量單元數(shù)據(jù)，在第0位置上利用重力加速度和加速度計(jì)輸出數(shù)據(jù)確定出慣性測(cè)量單元的水平姿態(tài)，并將第0位置上慣性測(cè)量單元的導(dǎo)航起始時(shí)刻的天向轉(zhuǎn)角直接設(shè)?為0，進(jìn)而得到首位置的初始對(duì)準(zhǔn)結(jié)果具體計(jì)算公式如下：?