[發明專利]一種重力儀雙軸陀螺穩定平臺航向誤差效應的補償方法

有效

• 申請號: 201410153059.4
• 申請日: 2014-04-17
• 公開（公告）號: CN103925930A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 周廣濤;姜鑫;趙博
• 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組合導航方法，尤其涉及重力儀雙軸陀螺穩定平臺航向誤差效應的補償方法。

背景技術

與海洋重力測量相比，航空重力測量越來越受到廣泛的關注。主要有兩個原因：一、通過飛機的協助，可以在空中測量并且可以到達一些船舶難以進入的區域（例如北極）；二、航空重力測量效率更高，因為相比海洋重力測量，在相同時間內可以測量更多的區域。然而，航空重力測量相對海洋重力測量來說，還有以下問題需要解決：

1.飛行器具有更快的速度和加速度，對測量的影響較大；

2.需要設計更小的尺寸的陀螺穩定平臺；

3.由于航空飛行器的燃油的高成本，陀螺穩定平臺的擾動在量級和時間上必須最小化；

4.根據陀螺穩定平臺計算的飛行器航向變化會非常大，尤其在高緯度地區。因為飛機的

速度相當于地球自轉的角速率。

為了隔離三個軸的角運動，使其不相互耦合，重力傳感器需要安裝在三軸陀螺穩定平臺中。但是航空重力測量中對重力儀的體積有一定的限制，使用雙軸穩定平臺可以很大程度上減小重力儀的尺寸。目前重力儀普遍使用的是雙軸穩定平臺，這樣可以減小重力的尺寸，降低成本并且可以達到和三軸陀螺穩定平臺一樣的精度。

但是雙軸陀螺穩定平臺只能保持平臺水平，不能保持跟蹤方位。在實際測量的時候，應盡量保持速度和航向不變。當飛機做機動運動時，航向時變化的，導致陀螺穩定平臺工作不穩定。水平誤差會使重力傳感器敏感水平加速度，使測量誤差增大。因此，需要對測量中航向變化導致的水平誤差進行補償。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠有效地提高重力儀雙軸陀螺穩定平臺的水平精度，使陀螺穩定平臺在機動后快速恢復穩定的重力儀雙軸陀螺穩定平臺航向誤差效應的補償方法。

本發明的目的是這樣實現的：

步驟一、采集重力儀雙軸陀螺穩定平臺的陀螺信號和加速度計信號、GPS輸出的位置和速度信號；

步驟二、計算機體坐標系到陀螺平臺坐標系的轉換矩陣，X_G和Y_G為雙軸液浮陀螺（FIG）的測量軸，Z_F為光纖陀螺（FOG）的測量軸，X_A，Y_A和Z_A為加速度計的測量軸，設加速度計的測量軸的誤差角為α_a、β_a和γ_a，FIG和FOG的測量軸的誤差角為α_g、β_g和γ_g，由于存在安裝誤差，機體坐標系Oξ_kη_kζ_k與陀螺平臺坐標系水平方向存在角α和β，則兩個坐標系的關系為：