[發明專利]一種應對環境溫度突變的光纖慣導系統姿態測量方法

有效

• 申請號: 201610810893.5
• 申請日: 2016-09-08
• 公開（公告）號: CN106643706B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 奔粵陽;張強;臧新樂;吳志潔;黃磊;袁國斌;趙濤;劉星宇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明具體涉及一種應對光纖陀螺受環境溫度影響而造成漂移突變情況下的應對環境溫度突變的光纖慣導系統姿態測量方法。本發明包括：首先用GPS全球定位系統確定載體的初始緯度，根據光纖陀螺儀和加速度計的輸出信息，利用解析式粗對準法對靜基座條件下的光纖慣導系統進行粗對準，確定初步的捷聯矩陣T，完成粗對準過程；光纖陀螺的光纖環上裝有溫度檢測裝置，可以在精對準過程中對環境溫度進行采樣，采樣頻率為每秒一次，從而可以實時監測環境溫度的梯度。本發明通過溫度檢測裝置測量光纖慣導系統對準環境的溫度變化梯度，將初始對準的精對準過程在兩種方式下進行切換，可以保證系統快速、精確的完成對準任務，最終提高了初始姿態角的測量精度。

技術領域

本發明具體涉及一種應對光纖陀螺受環境溫度影響而造成漂移突變情況下的應對環境溫度突變的光纖慣導系統姿態測量方法。

技術背景

初始姿態的測量問題也屬于光纖慣導系統初始對準問題的一部分，初始對準是光纖慣導系統的主要技術之一，分為粗對準和精對準兩個階段，由于較高精度的初始姿態信息較難獲取，而初始姿態的誤差會使導航的位置誤差隨時間快速發散，嚴重影響導航系統的精度及性能，因此初始姿態的測量被作為研究慣導系統的重點和難點而受到廣大研究工作者的關注。

光纖慣導系統在實際應用時，初始對準的過程中會受到環境的影響，環境溫度的變化過大會對光纖陀螺的漂移產生影響，使其產生突變，若在對準過程中不考慮這種突變情況，就會影響初始對準的效果，從而影響初始姿態測量的精度。

在以往的測量初始姿態的方法中，例如專利申請號為201310396476.7，名稱為“一種動基座SINS大方位失準角條件下初始對準方法”的專利文件中公開的初始對準方法，在粗對準以后，通過建立慣導系統在大方位失準角情況下的非線性狀態方程以及觀測方程，利用容積卡爾曼濾波(CKF)算法估計出失準角，得到慣導系統的初始姿態矩陣，從而得到初始姿態角。該方法雖然運用了現代估計理論中的卡爾曼濾波方法，但是將陀螺漂移設定為常值，并沒有將陀螺漂移的變化情況考慮在內，這使得對準精度降低，因此，該方法并不適用于實際應用中的慣導系統。

再如在國防科技大學的題為捷聯慣導系統羅經對準方法研究的工學碩士學位論文中，主要研究了捷聯慣導系統的初始對準問題，基于慣導系統的誤差方程和羅經效應，綜合考慮系統的穩定性、對準的快速性和精確性等因素，給出四階羅經回路對準的原理圖，這篇論文同樣存在上述提到的問題，設計中將陀螺的漂移設置為常值，沒有將環境溫度變化因素考慮在內，整個對準過程中始終使用一種回路進行對準，實際應用中同樣不適用。

發明目的

本發明的目的在于提供一種應對光纖慣導系統陀螺漂移受溫度影響產生突變情況下的應對環境溫度突變的光纖慣導系統姿態測量方法。

本發明的目的是這樣實現的：

1、首先用GPS全球定位系統確定載體的初始緯度，根據光纖陀螺儀和加速度計的輸出信息，利用解析式粗對準法對靜基座條件下的光纖慣導系統進行粗對準，確定初步的捷聯矩陣T，完成粗對準過程；

2、光纖陀螺的光纖環上裝有溫度檢測裝置，可以在精對準過程中對環境溫度進行采樣，采樣頻率為每秒一次，從而可以實時監測環境溫度的梯度；

3、精對準過程開始，使用模式一(圖2)和模式二(圖3)即基于控制系統原理圖進行對準；