[發明專利]一種光纖慣組數字坐標系與結構坐標系誤差標定試驗設備及方法

有效

• 申請號: 202110723540.2
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113483784B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 袁會彬;羅哲宇;劉帆;李剛
• 申請（專利權）人: 武漢虹星科技有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 王琪

1.一種光纖慣組數字坐標系與結構坐標系誤差標定試驗設備，其特征在于：包括底座，

兩支撐架，分別對稱設于所述底座兩側；

軸線水平布置的兩橫向轉軸，分別設于所述兩支撐架上；

箱體，其左右兩端分別與所述兩橫向轉軸連接，所述兩橫向轉軸的轉動驅動該箱體轉動；

軸線豎向布置的縱向轉軸，設于所述箱體內；

用于安裝光纖慣組的安放臺面，所述安放臺面呈水平布置，且與所述縱向轉軸固定連接，安放臺面上設有基準面，基準面上設有固定光纖慣組的定位銷；

驅動裝置，分別與所述兩橫向轉軸和縱向轉軸連接；

慣組測試設備，通過CAN總線與所述光纖慣組連接；以及

測控柜，分別與所述驅動裝置和慣組測試設備連接；

利用所述誤差標定試驗設備進行誤差標定的試驗方法，包括如下步驟：

(1)光纖慣組安裝在安放臺面上，光纖慣組側向與基準面上的定位銷緊密貼合，并通過螺釘固定，連接好慣組測試設備、光纖慣組和測控柜之間的電纜；

(2)光纖慣組上電達到穩定時間后，慣組測試設備向測控柜發送自檢信號，測控柜給驅動裝置發送指令，控制轉臺橫向轉軸和縱向轉軸回到初始位置，并將結果反饋給慣組測試設備；

(3)自檢合格后，慣組測試設備向測控柜發送轉位控制指令，測控柜解析控制指令，給驅動裝置發送橫向轉軸和縱向轉軸角度轉動指令，試驗共包含n個轉動位置；

(4)驅動裝置分別驅動橫向轉軸帶動箱體轉動，以及驅動縱向轉軸帶動安放臺面轉動，直至箱體和安放臺面轉動到指定位置并靜止；

(5)慣組測試設備開始測試光纖慣組的數據，每個位置測試時間為T，測試期間箱體和安放臺面一直保持靜止狀態；

慣組測試設備在每個靜止位置停止后，開始測試光纖慣組的數據，測試時間為60s，試驗結束得到11個數組，縱向轉軸轉動的角度以及橫向轉軸轉動的角度設置如下所示；

位置序號1，縱向轉軸角度0°，橫向轉軸角度0°，停留時間60s；

位置序號2，縱向轉軸角度0°，橫向轉軸角度90°，停留時間60s；

位置序號3，縱向轉軸角度0°，橫向轉軸角度180°，停留時間60s；

位置序號4，縱向轉軸角度0°，橫向轉軸角度270°，停留時間60s；

位置序號5，縱向轉軸角度90°，橫向轉軸角度270°，停留時間60s；

位置序號6，縱向轉軸角度180°，橫向轉軸角度270°，停留時間60s；

位置序號7，縱向轉軸角度270°，橫向轉軸角度270°，停留時間60s；

位置序號8，縱向轉軸角度270°，橫向轉軸角度180°，停留時間60s；

位置序號9，縱向轉軸角度270°，橫向轉軸角度90°，停留時間60s；

位置序號10，縱向轉軸角度270°，橫向轉軸角度0°，停留時間60s；

位置序號11，縱向轉軸角度0°，橫向轉軸角度0°，停留時間60s；

記縱向轉軸或橫向轉軸的轉動速率為ω，轉動的時間為t，兩個位置之間滿足關系為ω×t＝90°；

(6)靜態測試完畢，慣組測試設備向測控柜發送下一個位置的轉位控制指令，重復步驟(4)和(5)，直至完成所有位置數據的測試；

(7)根據獲得的所有位置的測試數據，計算得到坐標系三軸正交軸的偏差，即光纖慣組數字坐標系X、Y、Z軸與結構坐標系X、Y、Z軸之間的偏差；

步驟(7)中計算得到坐標系三軸正交軸的偏差的具體實現方式如下；

式中，Kxy、Kxz、Kyz分別為已知的Y向加速度計相對數字坐標系X軸的安裝誤差、Z向加速度計相對數字坐標系X軸的安裝誤差、Z向加速度計相對數字坐標系Y軸的安裝誤差，為已知量；

k0x、k0y、k0z分別為結構坐標系下X向、Y向、Z向加速度計零偏，k1x、k1y、k1z分別為結構坐標系下X向、Y向、Z向加速度計標度因數，kyz為Z向加速度計相對結構坐標系Y軸的安裝誤差，kxz為Z向加速度計相對結構坐標系X軸的安裝誤差，kxy為Y向加速度計相對結構坐標系X軸的安裝誤差，其中后面的數字表示通過不同計算方式得到的安裝誤差；NAxi為第i個T時間節點內X向加速度計輸出的脈沖總數，NAyi為第i個T時間內Y向加速度計輸出的脈沖總數，NAzi為第i個T時間內Z向加速度計輸出的脈沖總數，其中i＝1,2..11；

αZF為光纖慣組數字坐標系Z軸與結構坐標系Z軸之間的偏差；

αYF為光纖慣組數字坐標系Y軸與結構坐標系Y軸之間的偏差；

αXF為光纖慣組數字坐標系X軸與結構坐標系X軸之間的偏差。