[發明專利]一種適用于捷聯慣導系統的重力加速度測量方法及系統

有效

• 申請號: 202011486204.2
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112698416B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 劉兆梅;曾浩瀚;李永滿;劉秀敏
• 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: G01V7/00
• 分類號: G01V7/00;G01C21/18
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 郭立中;李美麗

本發明公開了一種適用于捷聯慣導系統的重力加速度測量方法及系統，其中重力加速度測量方法包括：步驟1，轉位機構轉動至第一位置；步驟2，在靜態測量條件下，X向加速度計、Y向加速度計、Z向加速度計各采樣獲得第一位置的n₁個原始數據；步驟3，轉位機構繞水平軸轉動180°至第二位置；步驟4，在靜態測量條件下，X向加速度計、Y向加速度計、Z向加速度計各采樣獲得第二位置的n₂個原始數據；步驟5，基于步驟2和步驟4中獲得的原始數據進行計算，輸出重力加速度值g。本發明利用捷聯慣導系統內嵌的轉位機構，通過在兩個相差180°的位置進行靜態采集，通過計算消除加速度計引入的重力加速度測量誤差，從而獲得高精度的重力加速度測量結果，測量過程簡單。

技術領域

本發明屬于重力加速度測量技術領域，特別涉及一種適用于捷聯慣導系統的重力加速度測量方法及系統。

背景技術

地球重力場數據是國家的重要戰略資源，在國防軍事技術、空間技術、資源勘探、地球物理研究以及大地測量領域具有十分重要的作用。

重力加速度的測量一般使用重力儀或重力測量系統來實現，而重力儀或重力測量系統的核心器件是重力傳感器。加速度計作為一種慣性器件，能夠敏感相對于慣性空間的加速度，其作為一種重要的重力傳感器，在重力加速度測量設備中應用十分廣泛。

捷聯慣導系統作為一種慣性測量設備，核心器件是陀螺與加速度計。捷聯慣導系統中設有X向加速度計、Y向加速度計、Z向加速度計共三個加速度計，其中X向加速度計設于加速度坐標系的X方向，Y向加速度計設于加速度坐標系的Y方向，Z向加速度計設于加速度坐標系的Z方向，加速度坐標系滿足右手定則。在靜態環境下，由三個加速度計敏感到重力加速度信息，通過將加速度計的輸出進行參數校正，即可得到重力加速度的數值。因此，可在捷聯慣導系統上實現重力加速度測量功能。

捷聯慣導系統中，所選用的加速度計精度一般根據系統精度指標來確定，一般不會考慮重力加速度測量的精度需求，因此，捷聯慣導系統獲得的重力加速度精度較低。

發明內容

本發明的目的在于，針對現有技術中捷聯慣導系統獲得的重力加速度精度較低的不足，提供一種適用于捷聯慣導系統的重力加速度測量方法及系統，能夠獲得高精度的重力加速度測量結果。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種適用于捷聯慣導系統的重力加速度測量方法，所述捷聯慣導系統中設有X向加速度計、Y向加速度計、Z向加速度計，其中X向加速度計、Y向加速度計、Z向加速度計分別對應設于加速度坐標系的X方向、Y方向、Z方向，加速度坐標系滿足右手定則；X向加速度計、Y向加速度計、Z向加速度計均設于轉位機構上；其特點是包括以下步驟：

步驟1，轉位機構轉動至第一位置；

步驟2，在靜態測量條件下，X向加速度計、Y向加速度計、Z向加速度計各采樣獲得第一位置的n₁個原始數據，其中第一位置處的采樣間隔時間為Δt₁；

步驟3，轉位機構繞水平軸轉動180°至第二位置；

步驟4，在靜態測量條件下，X向加速度計、Y向加速度計、Z向加速度計各采樣獲得第二位置的n₂個原始數據，其中第二位置處的采樣間隔時間為Δt₂；

步驟5，基于步驟2和步驟4中獲得的原始數據進行計算，輸出重力加速度值g。

借由上述方案，本發明利用捷聯慣導系統內嵌的轉位機構，通過在兩個相差180°的位置進行靜態采集，通過計算可以消除加速度計引入的重力加速度測量誤差，從而能夠獲得高精度的重力加速度測量結果。

作為一種優選方式，所述步驟5中，