[發明專利]一種掘進機慣性導航系統二維位置精度標定方法和系統

在審

• 申請號: 201811144887.6
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109297511A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 田原;田野;王帥;王傳武;桑盛遠;趙永紅;梁萬吉;白雪峰;王炳效;楊文杰;王瑤;王學成
• 申請（專利權）人: 中國煤炭科工集團太原研究院有限公司;山西天地煤機裝備有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

1.一種掘進機慣性導航系統二維位置精度標定方法，其特征在于，包括：

確定參照方向，并以參照方向為參考，在指定位置設置一全站儀，同時控制掘進機沿指定方向，以預設速度行進；

在掘進機上設置特征點，控制全站儀在預設的時間點采集所述特征點的第一二維平面位置坐標，同時控制所述掘進機的慣性導航系統在與全站儀相同的時間點采集掘進機的第二二維平面位置坐標；

通過分析全站儀采集的第一二維平面位置坐標和掘進機的慣性導航系統采集的第二二維平面位置坐標，進行數據分析，評價慣性導航系統的二維定位精度。

2.根據權利要求1所述的掘進機慣性導航系統二維位置精度標定方法，其特征在于，在確定參照方向的步驟中，還包括通過一陀螺尋北經緯儀確定正北方向的步驟。

3.根據權利要求2所述的掘進機慣性導航系統二維位置精度標定方法，其特征在于，設陀螺尋北經緯儀位于O₁，O₁N₁為尋北儀獲得的正北方向，O₁E₁為其東向；全站儀位于o₁，當陀螺尋北經緯儀與全站儀互相照準時，O₁、o₁連線相對陀螺尋北經緯儀正北方向O₁N₁的夾角為α，相對全站儀正北方向O₁N₂的夾角為β，此時設置全站儀水平角β＝α，則全站儀的參照方向及測量基準被設置為正北方向。

4.根據權利要求1所述的掘進機慣性導航系統二維位置精度標定方法，其特征在于，在評價被測試慣性導航系統的二維定位精度的步驟中，包括步驟：

設(x_i,t,y_i,t)、(x_i+1,t,y_i+1,t)、...，(x_i+n,t,y_i+n,t)為分布在掘進機行進的直線軌跡上的n個測試位置的第一二維平面位置坐標，(x_i,I,y_i,I)、(x_i+1,I,y_i+1,I)、...，(x_i+n,I,y_i+n,I)為對應的第二二維平面位置坐標，則其擬合直線表達式分別為，

y_t＝k_t·x_t+b_t；

y_I＝k_I·x_I+b_I；

掘進機慣性導航系統敏感軸與掘進機軸線方向夾角為，

α＝arctan k_t-arctan k_I；

則慣性導航系統測量值應修正為

慣性導航系統在o₁X₁和o₁Y₁方向的位置偏差分別為

Δx_i＝x_i,t-x_i,I′，i＝1,2,…,n

和

Δy_i＝y_i,t-y_i,I′，i＝1,2,…,n

則慣性導航系統在o₁X₁和o₁Y₁方向的定位偏差均值分別為

慣性導航系統在o₁X₁和o₁Y₁方向的定位偏差的標準差分別為

利用式(1)、(2)、(3)、(4)可標定被測試慣性導航系統的定位精度。