[發明專利]一種基于三軸同步轉臺的慣性導航系統時延確定方法

有效

• 申請號: 201710810419.7
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107525524B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 黃衛權;袁縱;程建華;周廣濤;關帥;岳博;李智超;王紅超;蘇建斌;王少毅
• 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

本發明涉及一種測量慣性導航系統時延的方法，具體為一種基于三軸同步轉臺的慣性導航系統時延確定方法；本發明的目的在于準確測定慣性導航系統時延，通過三軸同步轉臺輸出角度值與慣性導航系統同步輸出的姿態值，由兩者的誤差確定出準確的慣性導航系統時延，并進一步予以補償；本發明能夠根據測量實驗得到的數據，準確快速地計算出相對三軸轉臺的慣導系統輸出滯后時延，重復相同實驗，將得到的曲線進行對比；與未補償的曲線相比，本發明基本上消除了慣導輸出滯后時延，較大的提高了慣性導航系統精度測試的可靠性；與現有技術相比，本發明具有成本低、操作簡便、不受操作環境限制等優點。

技術領域

本發明涉及測量慣性導航系統時延測定領域，具體涉及一種基于三軸同步轉臺的慣性導航系統時延確定方法。

背景技術

慣性導航系統(INS)是一種不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量的自主式導航系統。其工作環境不僅包括地面、空中，還可以在水下。慣導的基本工作原理是以牛頓力學定律，歐諾測量載體在慣性參考系的加速度，將它對時間進行積分，且把它變換到導航坐標系中，就能得到在導航坐標系中的速度，偏航角和位置等信息?，F代比較常見的幾種導航技術，包括天文導航、慣性導航、衛星導航、無線電導航等等，其中，只有慣性導航是自主的，既不向外界輻射東西，也不用看天空中的恒星或接收外部的信號，它的隱蔽性是最好的。

目前，針對慣性導航系統精度的測試方法會因為被測的導航參數不同而發生變化。對慣導系統的位置和速度精度測試，通過跑車實驗來進行，用GPS作為測試基準。對于慣導系統的航向和姿態信息通常在高精度轉臺上進行，以轉臺作為測量基準。由此可見，在針對慣性導航系統航向和姿態信息的精度測試中，需要對慣導輸出信號與高精度轉臺輸出信號進行同步錄取，將這兩個信號分別進行數據解包并進行比較，得到兩者之間的誤差信息。這一信息就將作為判定慣導系統精確的標準。因此，高精度轉臺與慣性導航系統的輸出信息同步錄取是慣性導航系統精度測試中程度重要的一部分。

慣性導航系統有如下優點：1、由于它是不依賴于任何外部信息，也不向外部輻射能量的自主式系統，故隱蔽性好，也不受外界電磁干擾的影響；2、可全天候、全時間地工作于空中、地球表面乃至水下；3、能提供位置、速度、航向和姿態角數據，所產生的導航信息連續性好而且噪聲低；4、數據更新率高、短期精度和穩定性好。其缺點是：1、由于導航信息經過積分而產生，定位誤差隨時間而增大，長期精度差；2、每次使用之前需要較長的初始對準時間；3、設備的價格較昂貴；4、不能給出時間信息。

如今傳統的時延測定是通過激光跟蹤儀來實現的。但其使用時操作要求找好準直，否則會出錯。并且不能斷光再續，必須重新再，甚至中間光線被擋住也會導致失敗。因此激光跟蹤儀有價格昂貴、操作復雜和操作環境受限的缺點。為了便于在實驗中便捷、準確地測量時延，設計出一種利用高精度三軸轉臺來測量慣性導航系統時延的方法。

發明內容

本發明為一種基于三軸同步轉臺的慣性導航系統時延確定方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

(1)將慣導系統放置于高精度三軸轉臺上，與顯控裝置和電源裝置相連，由電源裝置提供直流24V電，同時將輸出的導航數據同步至顯控裝置；在GPS裝置1PPS的信號下顯控裝置周期性的傳輸到PCI1750串口卡，同時傳輸到PCI1750串口卡的還有高精度三軸轉臺輸出的姿態、航向信息數據；這兩個數據通過串口卡傳到筆記本電腦中進行分析比較；

(2)慣導系統開始對準，在對準結束時記錄初始誤差；

(3)對高精度三軸轉臺同步輸出進行設置，對高精度三軸轉臺的軸運動方式和運動時間進行設置；

(4)對傳輸到筆記本的數據進行采集，并對其進行處理分析，得到慣導系統與高精度三軸轉臺的姿態、航向誤差曲線，將轉臺的姿態、航向曲線分別與姿態、航向誤差曲線放在一起詳細對比；