[發明專利]光電吊艙三軸陀螺儀漂移實時修正方法有效
| 申請號： | 201911037314.8 | 申請日： | 2019-10-29 |
| 公開（公告）號： | CN110986928B | 公開（公告）日： | 2021-08-20 |
| 發明（設計）人： | 劉述超;衡思蘭 | 申請（專利權）人： | 成都縱橫自動化技術股份有限公司 |
| 主分類號： | G01C21/16 | 分類號： | G01C21/16;G01C21/20;G01C25/00 |
| 代理公司： | 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220 | 代理人： | 林菲菲 |
| 地址： | 610000 四川省成都市中國（四川）自由貿易試*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 光電 吊艙三軸 陀螺儀 漂移 實時 修正 方法 | ||
本發明公開了光電吊艙三軸陀螺儀漂移實時修正方法，本發明將高精度載體姿態數據實時引入光電吊艙，通過吊艙方位平臺轉角和俯仰平臺轉角得到光電吊艙陀螺儀的高精度姿態角及估計姿態角，通過控制器追蹤得到實時陀螺儀漂移值，并實時修正了三軸陀螺儀的漂移。
技術領域
本發明涉及光電吊艙自動控制技術領域，具體涉及光電吊艙三軸陀螺儀漂移實時修正方法。
背景技術
光電吊艙安裝于飛行器，進行對目標的搜索，跟蹤。飛行器的飛行環境復雜且變化巨大，導致光電吊艙的外部環境溫度變化情況復雜。光電吊艙使用陀螺測量任務載荷空間角速率，但陀螺儀零位隨溫度和時間發生漂移，導致任務載荷空間角速率發生偏差，視頻圖像任務設備畫面中心漂移。
現有吊艙陀螺儀解決溫度漂移的辦法大多采用兩種方案：一是采用手動陀螺儀漂移補償，吊艙操作人員在發現吊艙陀螺儀漂移時，觀察任務載荷實時畫面，分析出吊艙漂移大小和方向，通過吊艙控制手柄，輸入陀螺儀漂移修正值，當畫面穩定不再漂移時，即完成一次手動補償。另一種方案是，將吊艙整體平臺放入高低溫箱中溫度校準補償，實時采集記錄每個溫度狀態下陀螺儀的漂移偏差，最后使用高階曲線擬合出溫度與漂移的函數，并將該函數記錄在吊艙內置計算機中。使用時，根據吊艙陀螺儀實時溫度，實時根據“溫度與漂移函數”計算出漂移補償值進行漂移補償。手動補償方案需要操作員實時操作，耗費操作員精力與時間，耽誤正常作業，且精度低。整體平臺溫度校準，需要大容量校準箱，且校準時間長，生產效率低下。
發明內容
為了解決現有吊艙中陀螺儀漂移問題，本發明提供了一種光電吊艙三軸陀螺儀漂移實時修正方法。本發明用于實現光電吊艙自動實時在線完成陀螺儀漂移補償，代替目前吊艙陀螺儀漂移手動補償和溫度校準補償。
本發明通過下述技術方案實現：
光電吊艙三軸陀螺儀漂移實時修正方法，該方法包括以下步驟：
步驟1，將光電吊艙和慣性姿態傳感器均安裝在載體上，光電吊艙基座相對于慣性姿態傳感器靜止，光電吊艙基座體軸坐標系平行于慣性姿態傳感器體軸坐標系，且光電吊艙基座體軸坐標系X軸與慣性姿態傳感器體軸坐標系X軸同向；
步驟2，慣性姿態傳感器實時輸出測量的姿態數據，包括俯仰姿態角ES_pitch，滾轉姿態角ES_roll和偏航姿態角ES_pan；
步驟3，根據步驟2的姿態數據計算得到光電吊艙三軸陀螺儀姿態角，包括俯仰姿態角L，滾轉姿態角EL_roll和偏航姿態角EL_pan；
步驟4，根據陀螺儀三軸原始角速率與陀螺儀三軸角速率漂移估計值計算得到光電吊艙三軸陀螺儀三軸估計角速率矩陣MA；
步驟5，根據光電吊艙三軸陀螺儀姿態角計算三軸陀螺儀姿態角四元素矩陣MZ；
步驟6，根據光電吊艙三軸陀螺儀估計角速率矩陣MA和三軸陀螺儀姿態角四元素矩陣MZ計算得到三軸陀螺儀姿態估計角；
步驟7，根據三軸陀螺儀姿態角和陀螺儀三軸角速率漂移估計值，得到當前陀螺儀三軸角速率漂移估計值；
步驟8，根據陀螺儀三軸原始角速率與步驟7得到的當前陀螺儀三軸角速度漂移估計值，得到漂移修正后的陀螺儀三軸角速率。
優選的，所述步驟3具體通過下式計算得到光電吊艙三軸陀螺儀姿態角：
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