[發(fā)明專利]基準(zhǔn)不確定情況下加速度計(jì)組合誤差系數(shù)分離與標(biāo)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810839879.7
• 申請(qǐng)日: 2018-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108982918B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏宗康;高榮榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號(hào): G01P21/00
• 分類號(hào): G01P21/00
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

本發(fā)明一種基準(zhǔn)不確定情況下加速度計(jì)組合誤差系數(shù)分離與標(biāo)定方法。首先，通過(guò)建立基準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型，將平臺(tái)置于某個(gè)方位，令平臺(tái)外框架軸、內(nèi)框架軸以及臺(tái)體軸按一定順序進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)得沿三個(gè)加速度計(jì)方向的加速度輸出脈沖，將其轉(zhuǎn)化為加速度輸出平均值，并與理論計(jì)算值相減后的誤差值作為觀測(cè)量，將平臺(tái)方位角和框架轉(zhuǎn)角等作為已知量代入非線性加速度數(shù)學(xué)誤差模型中。其次，通過(guò)忽略高階小量、線性化、迭代等處理方法對(duì)誤差系數(shù)進(jìn)行分離，最終得到精確誤會(huì)系數(shù)，尤其是加速度計(jì)儀表誤差系數(shù)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定方法中，基座需要精確的方位基準(zhǔn)，不利于快速標(biāo)定，或者一些自標(biāo)定僅考慮基座方位誤差，其加速度計(jì)誤差模型并不精確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種誤差系數(shù)標(biāo)定方法，尤其涉及一種基準(zhǔn)不確定情況下加速度計(jì)組合誤差系數(shù)標(biāo)定方法，屬于平臺(tái)系統(tǒng)標(biāo)定技術(shù)，可用于標(biāo)定平臺(tái)系統(tǒng)中加速度計(jì)組合的場(chǎng)合。

背景技術(shù)

慣性系統(tǒng)在進(jìn)入工作之前，必須要對(duì)其進(jìn)行三項(xiàng)重要的工作，其中一項(xiàng)即為誤差標(biāo)定。通過(guò)誤差標(biāo)定可獲得各慣性儀表的誤差系數(shù)值，以便實(shí)際運(yùn)行中對(duì)他們進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而提高導(dǎo)航精度。

一般實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定方法是利用實(shí)驗(yàn)室專用的測(cè)試設(shè)備(高精度轉(zhuǎn)臺(tái)等)進(jìn)行標(biāo)定，以標(biāo)準(zhǔn)的北向基準(zhǔn)和東向基準(zhǔn)作為參考基準(zhǔn)。但是，在實(shí)際操作中，若轉(zhuǎn)臺(tái)位置發(fā)生改變，或?qū)⑥D(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)移到外場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，需要采用計(jì)量等方法進(jìn)行轉(zhuǎn)臺(tái)的標(biāo)定，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。這種標(biāo)定方法只有在得到精確的水平基準(zhǔn)和方位基準(zhǔn)才能標(biāo)定出加速度計(jì)的誤差系數(shù)，限制了標(biāo)定條件，不利于機(jī)動(dòng)情況下的快速標(biāo)定。因此，如何實(shí)現(xiàn)平臺(tái)系統(tǒng)在基準(zhǔn)不確定下的誤差系數(shù)標(biāo)定對(duì)于慣性平臺(tái)系統(tǒng)的標(biāo)定精度提高非常有意義。

目前針對(duì)加速度計(jì)在基準(zhǔn)不確定條件下的標(biāo)定方法僅考慮了基座相對(duì)于地理坐標(biāo)系的初始對(duì)準(zhǔn)誤差，對(duì)于平臺(tái)系統(tǒng)，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(duì)加速度計(jì)的標(biāo)定誤差精度同樣有影響，而目前的自標(biāo)定方法中并沒(méi)有涉及這些誤差項(xiàng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基準(zhǔn)不確定情況下加速度計(jì)組合誤差系數(shù)分離與標(biāo)定方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)平臺(tái)系統(tǒng)加速度計(jì)組合在基準(zhǔn)不確定情況下誤差系數(shù)的分離與標(biāo)定，降低了對(duì)基準(zhǔn)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(jì)自標(biāo)定得到的儀表誤差系數(shù)更加準(zhǔn)確。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基準(zhǔn)不確定情況下加速度計(jì)組合誤差系數(shù)分離與標(biāo)定方法，步驟如下：

(1)將慣性平臺(tái)系統(tǒng)靜止在地面固定位置，獲取平臺(tái)基座相對(duì)于地理坐標(biāo)系之間的三個(gè)初始對(duì)準(zhǔn)角度，即基座的兩個(gè)水平方位角β、ψ，以及一個(gè)豎直方位角α；

(2)獲取石英加速度計(jì)的實(shí)際輸出測(cè)量值。調(diào)節(jié)慣性平臺(tái)系統(tǒng)的外框架軸、內(nèi)框架軸以及臺(tái)體軸，令三個(gè)軸按照指定順序的位置編排旋轉(zhuǎn)，并依次記錄各軸框架對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角γ、φ_x、φ_y；采集X軸、Y軸、Z軸加速度計(jì)經(jīng)過(guò)Δt秒輸出的脈沖數(shù)N_ax(i)、N_ay(i)和N_az(i)，并計(jì)算X軸、Y軸、Z軸加速度計(jì)的脈沖數(shù)輸出頻率A_x(i)、A_y(i)和A_z(i)；i為正整數(shù)；其中所述X軸對(duì)應(yīng)外框架軸，Y軸對(duì)應(yīng)內(nèi)框架軸，Z軸對(duì)應(yīng)臺(tái)體軸；

(3)得到石英加速度計(jì)誤差模型的線性化輸出計(jì)算式并進(jìn)行處理；

(4)根據(jù)試驗(yàn)測(cè)量經(jīng)驗(yàn)值，給出誤差模型中所需的各項(xiàng)誤差系數(shù)初值；

(5)將多元線性回歸模型中的觀測(cè)量和結(jié)構(gòu)矩陣帶入到顯著性檢驗(yàn)?zāi)Ｐ椭校M(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，計(jì)算得出所有誤差系數(shù)中的顯著項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)不確定情況下加速度計(jì)組合誤差系數(shù)標(biāo)定。

所述步驟(2)中按照指定順序的位置編排旋轉(zhuǎn)的具體方法為：依次轉(zhuǎn)動(dòng)65個(gè)位置，具體如下：

平臺(tái)系統(tǒng)外框架軸、內(nèi)框架軸以及臺(tái)體軸轉(zhuǎn)動(dòng)的位置編排如下：