[發明專利]一種慣性測量單元的數據快速離線分析系統

在審

• 申請號: 201911081284.0
• 申請日: 2019-11-07
• 公開（公告）號: CN110793549A
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 王勝蘭;劉曉慶
• 申請（專利權）人: 湖南航天機電設備與特種材料研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 43113 長沙正奇專利事務所有限責任公司
• 代理人: 郭立中;李美麗

本發明公開了一種慣性測量單元的數據快速離線分析系統，包括標定數據離線分析單元：用于分析導入的標定數據，根據陀螺數據的變化量確定轉動過程和靜止過程，輸出標定靜止的位置個數以及各靜止位置陀螺和加速度計輸出的均值和穩定性；并用于在穩定性超過閾值時報錯，用于在標定數據穩定性未超過閾值時，在標定算法的各個位置加入固定偏差，仿真標定結果的變化情況，將各耦合參數的影響分離。本發明有效地節約了產品出現故障到定位故障的時間，通過軟件仿真復現故障，省時省力；通過單一變量法，逐步排查標定過程中、定向過程中及導航過程中出現的異常，將耦合的參數影響分離，最終實現快速分析標定數據、定向數據和導航數據；操作簡單，操作方便。

技術領域

本發明屬于慣性測量單元的數據分析領域，特別涉及一種慣性測量單元的數據快速離線分析系統。

背景技術

慣性測量單元是由三個正交分布的加速度計和三個正交分布的陀螺儀組成的，可以通過測量空間坐標系三個軸向的加速度增量和角速度增量進行定位定向以及跟蹤導航。慣性測量單元的導航功能不依賴外界信號，隱蔽性強，在軍事領域應用廣泛。但由于加速度計和陀螺儀的輸出隨著時間存在誤差漂移，需要根據零位和標度因數等隨時間變化比較緩慢的參數建立誤差模型進行補償。通過多位置標定算法能夠標定加速度計和陀螺儀的零位、標度因數以及安裝誤差，一般慣性測量單元會在一定時間周期內標定一次，保證參數的準確性。

在多位置標定算法中，參數的迭代計算是耦合的，例如加表零位的變化可能影響最終參數的標度因數或安裝誤差，因此單從標定結果上，很難直觀判斷慣性測量單元故障，通常需根據經驗反復試驗，若故障不復現，很難排除隱患。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述現有技術的不足，提供一種慣性測量單元的數據快速離線分析系統，通過導入標定原始數據，可以離線仿真標定結果，同時可以輸入不同的參數誤差，仿真導航及定位定向誤差，極大地降低了試驗人力及成本，且能快速定位引起導航誤差的原因，針對性地解決故障，實用性強。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種慣性測量單元的數據快速離線分析系統，其特點是包括標定數據離線分析單元：用于分析導入的標定數據，根據陀螺數據的變化量確定轉動過程和靜止過程，輸出標定靜止的位置個數以及各靜止位置陀螺和加速度計輸出的均值和穩定性；并用于在穩定性超過閾值時報錯(說明此次標定過程中，數據錯誤，標定結果無效)，用于在標定數據穩定性未超過閾值(合格)時，在標定算法的各個位置加入固定偏差，仿真標定結果的變化情況，將各耦合參數的影響分離。

進一步地，還包括定向誤差仿真單元：用于修改標定參數，對生成在的新標定參數下的增量數據進行定向計算，仿真標定參數對姿態角(即當前載體的方位、俯仰和橫滾角度值)的影響。

進一步地，還包括導航誤差仿真單元：用于以仿真的某一姿態角為初始對準角度，通過修改標定參數，生成在新的標定參數下的增量數據進行導航計算，仿真標定參數對導航速度和位移的影響。

作為一種優選方式，定向誤差仿真單元的運行時間不超過2分鐘。

作為一種優選方式，導航數據為1800s，導航誤差仿真單元的運行時間不超過5分鐘。

與現有技術相比，本發明的優點為：有效地節約了產品出現故障到定位故障的時間，改變了以往需要通過多次試驗復現故障的方法，通過軟件仿真復現故障，省時省力。通過單一變量法，逐步排查標定過程中出現的異常、定向過程中出現的異常以及導航過程中出現的異常，將耦合的參數影響分離，最終實現快速分析標定數據、定向數據和導航數據；操作簡單，操作方便，非算法專業人士也能使用。

附圖說明

圖1為本發明方法對應的軟件系統界面圖。

具體實施方式