[發明專利]一種基于自準直跟蹤的動基座姿態校準方法

有效

• 申請號: 201811251937.0
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109459054B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 商秋芳;周玉堂;李永剛;趙功偉;張忠武;王震;王蕾;王強;張俊杰
• 申請（專利權）人: 北京航天計量測試技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 呂巖甲

本發明屬于慣導系統姿態校準技術領域，具體涉及一種基于自準直跟蹤的動基座姿態校準方法。將慣導系統安裝在三軸搖擺臺的內框臺面上，使三軸搖擺臺的外框轉動激勵慣導系統的航向角變化，中框轉動激勵慣導系統的俯仰角變化，內框轉動激勵慣導系統的橫滾角變化；使動態自準直跟蹤測量儀的目鏡首先與北向基準鏡自準直，記錄下此時動態自準直跟蹤測量儀的輸出值；然后旋轉動態自準直跟蹤測量儀，使其與慣導系統方位基準鏡自準直，再次記錄下動態自準直跟蹤測量儀的輸出值，此時將北向基準鏡的大地方位角引入到慣導系統方位基準鏡上。本發明利用動態自準直跟蹤測量儀的自動跟蹤和動態測角功能，實現靜態和動態條件下對慣導系統姿態的實時校準。

技術領域

本發明屬于慣導系統姿態校準技術領域，具體涉及一種基于自準直跟蹤的動基座姿態校準方法。

背景技術

隨著科學技術尤其是電子技術和衛星計算機技術的發展，慣性導航、制導和控制有了較快的發展，精度越來越高。光學捷聯慣導，如激光陀螺、光纖陀螺慣導已達到較高的精度，并在火箭、導彈、飛船和飛機上得到廣泛應用。由于慣導系統工作時多為動態環境，姿態角度變化大、頻率高，因此，如何在動態條件下對慣導系統的動態姿態精度進行測量和校準，就成為計量測試領域亟需解決的難題。

現有計量校準方法主要是利用靜態天文基準，采用經緯儀、激光跟蹤儀或光電自準直儀對此靜態基準進行光學傳遞，再與被測目標建立幾何角度聯系，從而實現動態姿態測量。此方法局限性較大，例如目前市場上應用較廣的經緯儀(全站儀)類儀器，其主要適用于靜態測量，無動態采集和自準直功能；激光跟蹤儀、相機單元、靶標單元組合測量系統采用圖像測量方法，動態精度較低，且系統使用效率不高；光電自準直儀單獨使用時測量值為角度相對變化量，無轉位機構，使用范圍受限。

發明內容

針對目前慣導系統動態姿態校準難題，本發明提出一種基于自準直跟蹤的動基座姿態校準方法，以克服現有技術存在的上述不足。

為達到上述目的，本發明所采取的技術方案為：

一種基于自準直跟蹤的動基座姿態校準方法，步驟如下：

(1)將慣導系統安裝在三軸搖擺臺的內框臺面上，調整安裝位置，使其X軸、Y軸、Z軸與三軸搖擺臺的內框軸、中框軸和外框軸對齊，從而使三軸搖擺臺的外框轉動激勵慣導系統的航向角變化，中框轉動激勵慣導系統的俯仰角變化，內框轉動激勵慣導系統的橫滾角變化；

(2)調整動態自準直跟蹤測量儀的底座，使其工作于調平狀態；手動或自動操作，使動態自準直跟蹤測量儀的目鏡首先與北向基準鏡自準直，記錄下此時動態自準直跟蹤測量儀的輸出值；然后旋轉動態自準直跟蹤測量儀，使其與慣導系統方位基準鏡自準直，再次記錄下動態自準直跟蹤測量儀的輸出值，此時將北向基準鏡的大地方位角引入到慣導系統方位基準鏡上；

(3)當三軸搖擺臺搖擺時，動態自準直跟蹤測量儀對慣導系統進行跟蹤測量；同步采集動態自準直跟蹤測量儀的俯仰角和方位角，慣導系統的俯仰角、橫滾角和航向角；將動態自準直跟蹤測量儀通過引入標準大地方位角和同步采樣合成后的方位角作為方位標準值，將慣導系統同步時刻測量出的航向角作為被測值，兩者的差值即為航向姿態誤差；將動態自準直跟蹤測量儀同步采樣后的俯仰角與視準軸處于水平時角度的差作為水平角度標準值，將慣導系統同步時刻測量出的俯仰角和橫滾角作為被測值，兩者的差即為水平姿態誤差。

所述的步驟(1)中X軸、Y軸、Z軸為北東地坐標系。

該方法在實驗室條件下進行。

所述的航向姿態誤差如公式(1)所示：

δ_z＝A_t-α′＝A_t-(A₀+α₁-360) (1)

式中：

δ_z——航向姿態誤差；