[發明專利]基準不確定情況下加速度計組合誤差系數分離與標定方法

有效

• 申請號: 201810839879.7
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108982918B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 魏宗康;高榮榮
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: G01P21/00
• 分類號: G01P21/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

本發明一種基準不確定情況下加速度計組合誤差系數分離與標定方法。首先，通過建立基準數學模型，將平臺置于某個方位，令平臺外框架軸、內框架軸以及臺體軸按一定順序進行轉動，測得沿三個加速度計方向的加速度輸出脈沖，將其轉化為加速度輸出平均值，并與理論計算值相減后的誤差值作為觀測量，將平臺方位角和框架轉角等作為已知量代入非線性加速度數學誤差模型中。其次，通過忽略高階小量、線性化、迭代等處理方法對誤差系數進行分離，最終得到精確誤會系數，尤其是加速度計儀表誤差系數。傳統的實驗室標定方法中，基座需要精確的方位基準，不利于快速標定，或者一些自標定僅考慮基座方位誤差，其加速度計誤差模型并不精確。

技術領域

本發明涉及一種誤差系數標定方法，尤其涉及一種基準不確定情況下加速度計組合誤差系數標定方法，屬于平臺系統標定技術，可用于標定平臺系統中加速度計組合的場合。

背景技術

慣性系統在進入工作之前，必須要對其進行三項重要的工作，其中一項即為誤差標定。通過誤差標定可獲得各慣性儀表的誤差系數值，以便實際運行中對他們進行補償，進而提高導航精度。

一般實驗室標定方法是利用實驗室專用的測試設備(高精度轉臺等)進行標定，以標準的北向基準和東向基準作為參考基準。但是，在實際操作中，若轉臺位置發生改變，或將轉臺轉移到外場進行測試，需要采用計量等方法進行轉臺的標定，費時費力。這種標定方法只有在得到精確的水平基準和方位基準才能標定出加速度計的誤差系數，限制了標定條件，不利于機動情況下的快速標定。因此，如何實現平臺系統在基準不確定下的誤差系數標定對于慣性平臺系統的標定精度提高非常有意義。

目前針對加速度計在基準不確定條件下的標定方法僅考慮了基座相對于地理坐標系的初始對準誤差，對于平臺系統，還有框架角零偏誤差和軸端不正交誤差等，這些誤差因素對加速度計的標定誤差精度同樣有影響，而目前的自標定方法中并沒有涉及這些誤差項。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種基準不確定情況下加速度計組合誤差系數分離與標定方法，實現了對平臺系統加速度計組合在基準不確定情況下誤差系數的分離與標定，降低了對基準精度、框架軸端不正交誤差精度以及角度傳感器誤差等的要求，使得加速速度計自標定得到的儀表誤差系數更加準確。

本發明的技術方案是：一種基準不確定情況下加速度計組合誤差系數分離與標定方法，步驟如下：

(1)將慣性平臺系統靜止在地面固定位置，獲取平臺基座相對于地理坐標系之間的三個初始對準角度，即基座的兩個水平方位角β、ψ，以及一個豎直方位角α；

(2)獲取石英加速度計的實際輸出測量值。調節慣性平臺系統的外框架軸、內框架軸以及臺體軸，令三個軸按照指定順序的位置編排旋轉，并依次記錄各軸框架對應的轉角γ、φ_x、φ_y；采集X軸、Y軸、Z軸加速度計經過Δt秒輸出的脈沖數N_ax(i)、N_ay(i)和N_az(i)，并計算X軸、Y軸、Z軸加速度計的脈沖數輸出頻率A_x(i)、A_y(i)和A_z(i)；i為正整數；其中所述X軸對應外框架軸，Y軸對應內框架軸，Z軸對應臺體軸；

(3)得到石英加速度計誤差模型的線性化輸出計算式并進行處理；

(4)根據試驗測量經驗值，給出誤差模型中所需的各項誤差系數初值；

(5)將多元線性回歸模型中的觀測量和結構矩陣帶入到顯著性檢驗模型中，進行顯著性檢驗，計算得出所有誤差系數中的顯著項，實現基準不確定情況下加速度計組合誤差系數標定。

所述步驟(2)中按照指定順序的位置編排旋轉的具體方法為：依次轉動65個位置，具體如下：

平臺系統外框架軸、內框架軸以及臺體軸轉動的位置編排如下：