[發(fā)明專利]一種基于三態(tài)理論的激光陀螺零偏漂移誤差建模與補(bǔ)償方法

有效

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• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109297509B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張林;張震;任乾;陳善秋;陳光;夏宇強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天時代激光導(dǎo)航技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.一種基于三態(tài)理論的激光陀螺零偏漂移誤差建模與補(bǔ)償方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)、進(jìn)行激光陀螺零偏漂移誤差漂移特性測試試驗，獲取不同初始啟動溫度T_i下在激光陀螺工作范圍[T^d,T^u]內(nèi)不同溫度對應(yīng)的激光陀螺零偏試驗數(shù)據(jù)，并據(jù)此確定不同初始啟動溫度下對應(yīng)的激光陀螺松弛態(tài)溫度區(qū)間[T_i^d,T_i^s)、過渡態(tài)溫度區(qū)間[T_i^s,T_i^g)和穩(wěn)定態(tài)溫度區(qū)間[T_i^g,T_i^u]，i＝1～N，N為初始啟動溫度個數(shù)；

(2)、根據(jù)不同初始啟動溫度下激光陀螺松弛態(tài)零偏試驗數(shù)據(jù)，建立不同初始啟動溫度下激光陀螺松弛態(tài)零偏溫度模型；

(3)、根據(jù)不同初始啟動溫度下激光陀螺過渡態(tài)零偏試驗數(shù)據(jù)，建立不同初始啟動溫度下激光陀螺過渡態(tài)零偏模型；

(4)、根據(jù)所有不同初始啟動溫度下激光陀螺穩(wěn)定態(tài)零偏試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到所有啟動溫度下激光陀螺穩(wěn)定態(tài)零偏溫度模型；

(5)、激光陀螺上電啟動后，根據(jù)激光陀螺初始啟動溫度和實時溫度識別其處于松弛態(tài)、過渡態(tài)還是穩(wěn)定態(tài)，選擇相應(yīng)初始啟動溫度下的相應(yīng)零偏溫度模型計算得到激光陀螺零位偏差；

(6)、在激光陀螺實際輸出基礎(chǔ)上減去激光陀螺零位偏差得到激光陀螺輸出真值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三態(tài)理論的激光陀螺零偏漂移誤差建模與補(bǔ)償方法，其特征在于不同初始啟動溫度下的激光陀螺松弛態(tài)、過渡態(tài)和穩(wěn)定態(tài)溫度區(qū)間的分界點為相應(yīng)的初始啟動溫度下擬合后的三態(tài)模型曲線的交點。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三態(tài)理論的激光陀螺零偏漂移誤差建模與補(bǔ)償方法，其特征在于所述激光陀螺零偏漂移誤差漂移特性測試試驗的具體步驟為：

(1.1)、將激光陀螺慣性測量組件放置于溫箱中固定；

(1.2)、設(shè)置溫箱內(nèi)的保溫溫度為初始啟動溫度T_i，對激光陀螺進(jìn)行長時間保溫，直到激光陀螺溫度與溫箱內(nèi)部溫度達(dá)到一致，使激光陀螺溫度與溫箱保持熱平衡狀態(tài)；

(1.3)、上電啟動激光陀螺，并控制溫箱溫度按照一定的變溫率進(jìn)行升溫，直至溫度上升到直至溫度上升到設(shè)定的激光陀螺工作溫度，之后保持溫箱的溫度為該溫度不變，溫升過程中采集激光陀螺輸出量以及相應(yīng)的激光陀螺溫度傳感器的溫度值；

(1.4)、改變初始啟動溫度T_i的值，重復(fù)步驟(1.1)～(1.4)，獲取不同初始啟動溫度下不同溫度對應(yīng)的激光陀螺零偏實驗數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于三態(tài)理論的激光陀螺零偏漂移誤差建模與補(bǔ)償方法，其特征在于所述步驟(1.4)變溫率不超過1℃/min。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于三態(tài)理論的激光陀螺零偏漂移誤差建模與補(bǔ)償方法，其特征在于所述步驟(1.4)按照等間隔的規(guī)律改變初始溫度T_i，間隔取值范圍為[5°,20°]。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三態(tài)理論的激光陀螺零偏漂移誤差建模與補(bǔ)償方法，其特征在于所述激光陀螺松弛態(tài)零偏溫度模型通過如下步驟建立：

(2.1)、分別提取不同初始啟動溫度下激光陀螺松弛態(tài)溫度區(qū)間[T_i^d,T_i^s)內(nèi)激光陀螺溫度傳感器平均值和激光陀螺零偏平均值，將其作為松弛態(tài)啟動點的激光陀螺溫度和上電初始零偏；

(2.2)、根據(jù)各松弛態(tài)啟動點的激光陀螺溫度和上電初始零偏，采用二階多項式數(shù)值擬合的方法，得到激光陀螺啟動時零偏與溫度的關(guān)系，作為激光陀螺松弛態(tài)零偏溫度模型。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三態(tài)理論的激光陀螺零偏漂移誤差建模與補(bǔ)償方法，其特征在于所述步驟(3)不同初始啟動溫度下對應(yīng)的激光陀螺過渡態(tài)零偏模型為直線模型，通過如下步驟建立：

(3.1)、將不同初始啟動溫度下激光陀螺過渡態(tài)溫度區(qū)間[T_i^s,T_i^g)內(nèi)零偏數(shù)據(jù)進(jìn)行直線擬合，得到不同初始啟動溫度下溫度與激光陀螺零偏的直線斜率k_i，i＝1～N，N為初始啟動溫度數(shù)；

(3.2)、分別計算不同初始啟動溫度下對應(yīng)的激光陀螺過渡態(tài)溫度區(qū)間[T_i^s,T_i^g)內(nèi)零偏數(shù)據(jù)中溫度平均值

(3.3)、根據(jù)不同初始啟動溫度下溫度與激光陀螺零偏的直線斜率k_i和步驟(3.2)中的不同初始啟動溫度下對應(yīng)的激光陀螺過渡態(tài)零偏數(shù)據(jù)中溫度平均值進(jìn)行二項式擬合得到不同初始啟動溫度下激光陀螺過渡態(tài)零偏斜率k_i與溫度的關(guān)系；

(3.4)、采用對應(yīng)初始溫度條件下的激光陀螺松弛態(tài)零偏模型，計算過渡態(tài)溫度區(qū)間起點溫度T_i^s對應(yīng)的激光陀螺零偏，將其代入公式y(tǒng)＝k_ix+b_i，計算得到縱截距b_i，最終得到該起始溫度條件下對應(yīng)的過渡態(tài)模型。