[發明專利]一種大深度下潛三軸陀螺的零偏測試方法

有效

• 申請號: 201811344097.2
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109708660B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 可偉;姜校亮;李健一;馬西保
• 申請（專利權）人: 河北漢光重工有限責任公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 溫子云;仇蕾安

本發明公開了一種大深度下潛三軸陀螺的零偏測試方法，該方法將待測試的三軸陀螺固聯到帶溫箱的三軸轉臺上；溫箱的溫度變化分為n段，并逐漸遞減，n為正整數；其中，第1段為保溫段，第2到第n段為測試段，每個測試端都由變溫段和溫度不變的過渡段組成；在每個過渡段，令三軸轉臺按照設定的位置轉動，根據三軸陀螺輸出數據計算三軸陀螺的三軸零偏，據此確定三軸陀螺各項異性是否一致。使用本發明能夠縮短試驗時間，而且考慮陀螺大深度下潛過程中溫度下降的過程，從而保證慣導中三軸陀螺零偏測試的準確性。

技術領域

本發明涉及陀螺零偏測試技術領域，具體涉及一種大深度下潛三軸陀螺的零偏測試方法。

背景技術

在自主式水下潛器(AUV，Autonomous Underwater Vehicle)執行下潛任務時，其下潛過程為：AUV預熱2小時左右，然后大深度螺旋下潛，下潛深度超過6000米，下潛時間4小時左右，然后再執行長時間海底探測任務。AUV在下潛過程中沒有全球導航衛星系統(GNSS)和DVL(多普勒測速儀)傳感器等傳感器組合，僅依靠光纖捷聯慣性導航系統單獨工作，即工作在純慣性導航狀態。而此時慣導系統的航姿保持精度取決于其內部三軸光纖陀螺的零偏。AUV在螺旋下潛過程中，光纖陀螺的溫度先上升后下降，最后趨于穩定，同時涉及到不同的位置方向，都會對光纖陀螺零偏產生影響。綜上對于大深度AUV所用的光纖陀螺三軸零偏各項異性要進行嚴格的篩選并進行溫度補償。

在已有的文獻中有大量關于陀螺零偏的計算方法和零偏溫度擬合補償方法，相對于單個光纖陀螺溫場分布均勻，慣導中的三個光纖陀螺的溫場分布更為復雜。文獻1(高精度光纖陀螺捷聯系統標定技術，哈爾濱工程大學，2013，郭凱文，34頁)中提到計算零偏的方法，光纖陀螺軸向朝向東西向加和計算均值，這種方法只考慮了東西向的零偏及安裝誤差，并且默認陀螺零偏不隨位置發生變化。然而通過24位置標定試驗計算，即便光纖陀螺經過預熱后，零偏一致性差的陀螺在不同位置的零偏并不相同。文獻2(專利名稱為：一種基于時間序列分析消躁的光纖陀螺溫度補償方法，公開號CN102650527B)所公開的方案，數據處經過時間序列和卡爾曼濾波消躁處理，并進行溫度漂移誤差模型結構和參數辨識，建立光纖陀螺靜態溫度漂移誤差多項式模型。采用的是靜態定溫標定，試驗過程沒有溫度下降的變溫過程，試驗時間較長，至少需要30小時。文獻3(發明名稱：一種用于慣性導航系統的系統級二次溫度補償方法；公開號為CN106595710A)所公開的方案，針對冷態啟動、快速導航的應用條件，進行冷態啟動的測試，也只考慮了升溫對陀螺零偏的影響，試驗過程沒有考慮溫度下降的變溫過程。試驗時間更長，至少需要56小時。

可見，以上方法時間長，對于外界溫度的模擬只考慮陀螺溫度上升過程的擬合，而AUV在下潛過程中，其溫度變化復雜，從而影響三軸陀螺零偏測試的準確性。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種大深度下潛三軸陀螺的零偏測試方法，能夠縮短試驗時間，而且考慮陀螺大深度下潛過程中溫度下降的過程，從而保證慣導中三軸陀螺零偏測試的準確性。

進一步的，通過溫度補償從而確保最終選定陀螺的零偏各項異性被消除。

為了解決上述技術問題，本發明是這樣實現的：

一種大深度下潛三軸陀螺的零偏測試方法，包括：

將待測試的三軸陀螺固聯到帶溫箱的三軸轉臺上；溫箱的溫度變化分為n段，并逐漸遞減，n為正整數；其中，第1段為保溫段，第2到第n段為測試段，每個測試端都由變溫段和溫度不變的過渡段組成；

在每個過渡段，令三軸轉臺按照設定的位置轉動，根據三軸陀螺輸出數據計算三軸陀螺的三軸零偏，據此確定三軸陀螺各項異性是否一致。

優選地，所述溫箱的溫度變化范圍為10℃～40℃。

優選地，所述變溫段的溫度呈線性變化。