[發(fā)明專利]平臺(tái)慣導(dǎo)動(dòng)態(tài)條件計(jì)算方位陀螺標(biāo)度方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510769194.6
• 申請(qǐng)日: 2015-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN105371867A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙李健;潘良;周海淵;劉新明;焦宏偉;王前學(xué);杜鵬;楊恒;徐如祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍63680部隊(duì)
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務(wù)所(普通合伙) 32210
• 代理人: 唐紉蘭;沈國(guó)安

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種平臺(tái)慣導(dǎo)動(dòng)態(tài)條件計(jì)算方位陀螺標(biāo)度方法，屬于慣性導(dǎo)航領(lǐng)域。

背景技術(shù)

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)簡(jiǎn)稱慣導(dǎo)，是各類艦載設(shè)備的坐標(biāo)基準(zhǔn)，慣導(dǎo)的姿態(tài)誤差是影響艦載設(shè)備精度的主要誤差源。影響慣導(dǎo)姿態(tài)角精度的主要因素包括陀螺漂移、加速度計(jì)零位誤差、陀螺標(biāo)度誤差等。

在慣導(dǎo)需要標(biāo)定的眾多參數(shù)中，方位陀螺標(biāo)度的獲取條件最為嚴(yán)格，需要艦船處于船塢坐墩的靜態(tài)條件。如果在海上或者碼頭慣導(dǎo)方位陀螺發(fā)生故障，則無法獲取精確地方位陀螺標(biāo)度，進(jìn)而嚴(yán)重影響到慣導(dǎo)姿態(tài)精度。

為提高可靠性，一般而言艦船配備有兩套以上的慣導(dǎo)，利用該條件，提出了一種平臺(tái)慣導(dǎo)動(dòng)態(tài)條件計(jì)算方位陀螺標(biāo)度方法，以其中一套慣導(dǎo)作為相對(duì)基準(zhǔn)，通過求取兩套慣導(dǎo)相對(duì)航向變化率，完成另外一套慣導(dǎo)方位陀螺標(biāo)度的標(biāo)定，該方法可以在動(dòng)態(tài)條件對(duì)慣導(dǎo)方位陀螺標(biāo)度進(jìn)行精確標(biāo)定，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證標(biāo)定精度與塢內(nèi)標(biāo)校相當(dāng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種平臺(tái)慣導(dǎo)動(dòng)態(tài)條件計(jì)算方位陀螺標(biāo)度方法，在能夠保障設(shè)備精度的基礎(chǔ)上，解除平臺(tái)慣導(dǎo)方位陀螺標(biāo)度必須在嚴(yán)格靜態(tài)條件才能獲取的苛刻外界條件。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：一種平臺(tái)慣導(dǎo)動(dòng)態(tài)條件計(jì)算方位陀螺標(biāo)度方法，所述方法包括以下步驟：

步驟一、正常工作慣導(dǎo)作為基準(zhǔn)慣導(dǎo)，保持導(dǎo)航狀態(tài)，該慣導(dǎo)可以測(cè)量船體航向的變化情況，并且航向精度誤差變化滿足一定要求，精度誤差△K的值根據(jù)公式（1）計(jì)算得出；待標(biāo)定慣導(dǎo)執(zhí)行方位陀螺標(biāo)度定標(biāo)程序，進(jìn)行航向施矩控制；

△K=σa*K_C1*60（1）

其中σa為基準(zhǔn)慣導(dǎo)航向誤差引起的待標(biāo)定慣導(dǎo)方位陀螺的小檔標(biāo)度誤差，K_C1為待標(biāo)定慣導(dǎo)小檔標(biāo)度在定標(biāo)過程中航向正反旋轉(zhuǎn)角度；

步驟二、將待標(biāo)定慣導(dǎo)的航向角與基準(zhǔn)慣導(dǎo)的航向角同步作差，其后對(duì)該差值進(jìn)行一次差分，獲取待標(biāo)定慣導(dǎo)相對(duì)基準(zhǔn)慣導(dǎo)的航向進(jìn)動(dòng)角速度；

步驟三、依據(jù)慣導(dǎo)方位陀螺標(biāo)度標(biāo)定程序中各階段狀態(tài)碼的定義，通過待標(biāo)定慣導(dǎo)相對(duì)基準(zhǔn)慣導(dǎo)的航向進(jìn)動(dòng)角速度，根據(jù)公式（2）和（3）求取得到方位陀螺的大、小檔標(biāo)度，

（2）

（3）

其中，式（2）中的ITZ1_{_new}、ITZ1_{_old}分別為新標(biāo)度和原裝訂值，εZ_{_CC}為在陀螺測(cè)漂階段方位陀螺漂移補(bǔ)償值，為方位陀螺大檔施矩階段待標(biāo)定慣導(dǎo)相對(duì)基準(zhǔn)慣導(dǎo)的航向變化率，為大檔標(biāo)度航向旋轉(zhuǎn)角度；式（3）中ITZ0_{_new}即為新標(biāo)小檔標(biāo)度，為正方位小檔位航向階段待標(biāo)定慣導(dǎo)相對(duì)基準(zhǔn)慣導(dǎo)的航向變化率；為負(fù)方位小檔位航向階段待標(biāo)定慣導(dǎo)相對(duì)基準(zhǔn)慣導(dǎo)的航向變化率。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

可以在船舶處于碼頭動(dòng)態(tài)條件對(duì)慣導(dǎo)方位陀螺標(biāo)度進(jìn)行精確標(biāo)定，解除平臺(tái)慣導(dǎo)方位陀螺標(biāo)度必須在船舶處于嚴(yán)格船塢坐墩靜態(tài)條件才能獲取的苛刻外界條件，且動(dòng)態(tài)標(biāo)定精度與靜態(tài)標(biāo)定精度相當(dāng)。

附圖說明

圖1是方位陀螺標(biāo)度標(biāo)定過程兩套慣導(dǎo)航向作差曲線。

圖2是方位陀螺標(biāo)度標(biāo)定過程兩套慣導(dǎo)航向作差的一階差分曲線。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

本發(fā)明涉及一種平臺(tái)慣導(dǎo)動(dòng)態(tài)條件計(jì)算方位陀螺標(biāo)度方法，所述方法包括以下步驟：一是基準(zhǔn)慣導(dǎo)（記為慣導(dǎo)A）開機(jī)校準(zhǔn)后處于良好工作狀態(tài)，待標(biāo)定慣導(dǎo)（記為慣導(dǎo)B）執(zhí)行方位陀螺標(biāo)度標(biāo)定程序；二是兩套慣導(dǎo)同步錄取航向數(shù)據(jù)，獲取慣導(dǎo)B標(biāo)定過程相對(duì)慣導(dǎo)A的航向變化率；三是利用兩套慣導(dǎo)的相對(duì)航向變化率，求取慣導(dǎo)B方位陀螺標(biāo)度。

為便于本發(fā)明內(nèi)容描述，在此對(duì)發(fā)明中涉及的陀螺標(biāo)度定義、標(biāo)定基本原理等進(jìn)行簡(jiǎn)要說明。

一、相關(guān)說明

1、陀螺標(biāo)度定義

平臺(tái)慣導(dǎo)陀螺標(biāo)度為陀螺儀的數(shù)字電流與陀螺力矩器之間的標(biāo)度因數(shù)，是指給陀螺力矩器加單位電流使陀螺儀主軸每小時(shí)產(chǎn)生的進(jìn)動(dòng)角度量，單位用（°/h·mA）表示。

2、標(biāo)定原理

塢內(nèi)靜態(tài)標(biāo)定原理：在靜基座條件下，方位陀螺標(biāo)度標(biāo)定方法是給陀螺力矩器施加不同的控制電流使它進(jìn)動(dòng)，通過方位伺服回路使臺(tái)體跟蹤陀螺主軸運(yùn)動(dòng)，錄取航向角變化數(shù)據(jù)，求得方位進(jìn)動(dòng)角速度，進(jìn)而解算得到方位陀螺的標(biāo)度因子。靜態(tài)條件航向角變化比對(duì)基準(zhǔn)為測(cè)量船塢內(nèi)坐墩后大地測(cè)量結(jié)果。