[發(fā)明專利]一種帶轉(zhuǎn)位機構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)標度因數(shù)實時補償方法

有效

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• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107202575B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱戰(zhàn)霞;徐兵華;張朝飛;袁建平
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C21/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

本發(fā)明公開了一種帶轉(zhuǎn)位機構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)標度因數(shù)實時補償方法,通過引入捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)位機構(gòu)的測角信息，使速率偏頻激光陀螺定位定向系統(tǒng)在外界晃動干擾、一次通電和多次通電等實際使用情況下，標度因數(shù)變化對初始對準結(jié)果帶來的誤差減為最小。本發(fā)明能夠在速率偏頻激光陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)冷啟動或熱啟動，標度因數(shù)的變化趨勢隨著內(nèi)部和外部溫度及其他條件發(fā)生變化時，利用轉(zhuǎn)位機構(gòu)測角信息對標度因數(shù)實時估計，可以有效估計速率偏頻激光陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的標度因數(shù)存在的緩慢變化現(xiàn)象，達到實時補償?shù)哪康?，從而提高初始對準精度?/p>

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于捷聯(lián)慣性領(lǐng)域，涉及一種帶轉(zhuǎn)位機構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)標度因數(shù)實時補償方法。

【背景技術(shù)】

捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)通常使用陀螺儀作為敏感地球自轉(zhuǎn)角速度的測量部件,其初始對準精度主要取決于陀螺零偏穩(wěn)定性和陀螺隨機游走等陀螺精度指標。二位置法和多位置法等初始對準算法,雖然可以有效消除陀螺常值零偏的影響,但對陀螺隨機游走和零偏漂移等誤差的抑制效果并不明顯，一般來講，采用精度為0.005(°)/h的激光陀螺可以達到100的初始對準精度；若要進一步提高初始對準精度，需要激光陀螺的精度優(yōu)于0.001(°)/h，目前國產(chǎn)激光陀螺可供選用的批量成熟產(chǎn)品的精度僅達到0.005(°)/h的水平，還不能滿足研制高精度定向的要求，因此必須尋求其它的初始對準技術(shù)方案。激光陀螺速率偏頻技術(shù)是通過轉(zhuǎn)位機構(gòu)帶動激光陀螺勻速轉(zhuǎn)動，相當于給激光陀螺加入了一個低頻、大幅度的抖動，從而達到克服激光陀螺過鎖區(qū)的目的，使激光陀螺長時間工作在鎖區(qū)以外，同機械抖動方式相比過鎖區(qū)的次數(shù)明顯減少，從而達到減少隨機游走誤差，提高使用精度的目的。

激光陀螺在速率偏頻工作模式下，內(nèi)部腔體溫度變化和鎖區(qū)不穩(wěn)定性等因素會使激光陀螺的標度因數(shù)相比機械抖動模式下發(fā)生變化，使得初始對準結(jié)果隨著測試時間而發(fā)生單向漂移。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種帶轉(zhuǎn)位機構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)標度因數(shù)實時補償方法。

為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種帶轉(zhuǎn)位機構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)標度因數(shù)實時補償方法，包括以下步驟：

1)確定標度因數(shù)變化對初始對準精度影響的關(guān)鍵因素；

2)確定標度因數(shù)在初始對準過程中變化情況；

3)標度因數(shù)實時補償。

本發(fā)明進一步的改進在于：

步驟1)確定標度因數(shù)變化對初始對準精度影響的關(guān)鍵因素的具體方法如下：

以O(shè)_bt為原點建立捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的三維坐標系，其中x_bt、y_bt和z_bt分別為坐標系的三個軸，G_x、G_y和G_z分別為激光陀螺的三個軸；

O_btGx、O_btGy、O_btGz與O_btx_bt之間的夾角均為54.74°，則激光陀螺坐標系g到轉(zhuǎn)位機構(gòu)臺面坐標系P的轉(zhuǎn)換矩陣為：

從t＝0時刻開始，轉(zhuǎn)位機構(gòu)以恒定的角速度Ω開始連續(xù)轉(zhuǎn)動，則轉(zhuǎn)位機構(gòu)臺面坐標系到載體系b的變化矩陣為：

不考慮其他誤差因素的影響，t時刻三個陀螺敏感軸的輸入角速率為：

其中，n系為導(dǎo)航坐標系，b₀為t＝0時刻載體坐標系，ω_ie為地球自轉(zhuǎn)角速度；此時L為當?shù)鼐暥龋?/p>