[發(fā)明專利]一種基于自對(duì)準(zhǔn)的慣導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)減震器形變補(bǔ)償方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111323805.6
• 申請(qǐng)日: 2021-11-10
• 公開（公告）號(hào): CN114046788A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李魁;梁文偉;李啟航
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C21/16
• 分類號(hào): G01C21/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于自對(duì)準(zhǔn)慣導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)減震器形變補(bǔ)償方法，步驟如下：利用自對(duì)準(zhǔn)對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)進(jìn)行分析和處理，得到受減震器形變影響的對(duì)準(zhǔn)姿態(tài)結(jié)果；根據(jù)減震器形變對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)的影響機(jī)理，利用對(duì)準(zhǔn)結(jié)果計(jì)算得到減震器形變值；根據(jù)減震器形變與溫度之間的關(guān)系，擬合得到減震器形變溫度模型；在慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出的姿態(tài)中，扣除減震器形變溫度模型計(jì)算得到的補(bǔ)償值，即對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)減震器形變進(jìn)行了實(shí)時(shí)溫度補(bǔ)償。該方法完全滿足工程應(yīng)用的實(shí)際需求，對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)在不同的環(huán)境溫度條件下的性能研究與提高具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種慣性技術(shù)領(lǐng)域中慣導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)減震器形變及慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)輸出的補(bǔ)償方法，適用于慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差分析補(bǔ)償和系統(tǒng)應(yīng)用，具體涉及一種基于自對(duì)準(zhǔn)的慣導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)減震器形變補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)利用陀螺和加速度計(jì)測(cè)量自身相對(duì)慣性空間的角運(yùn)動(dòng)和線運(yùn)動(dòng)，并利用導(dǎo)航算法為載體提供實(shí)時(shí)的姿態(tài)、位置、速度等信息。慣導(dǎo)系統(tǒng)具有很高的自主性和隱蔽性，是飛機(jī)、輪船、潛艇等航空航天、航海和兵器領(lǐng)域運(yùn)載體的基本導(dǎo)航設(shè)備。

減震器是慣導(dǎo)系統(tǒng)的一個(gè)重要部件。橡膠減震器由于其彈性系數(shù)可調(diào)，在交變應(yīng)力下不易疲勞等特點(diǎn)，成為了慣導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)減震器的首選。環(huán)境溫度的變化是影響減震器形變的重要因素之一。IMU臺(tái)體和系統(tǒng)框架之間減震器的形變，會(huì)導(dǎo)致IMU臺(tái)體相對(duì)于系統(tǒng)框架發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而影響系統(tǒng)姿態(tài)輸出精度。因此，需要對(duì)減震器的形變進(jìn)行標(biāo)定與補(bǔ)償，提高慣導(dǎo)系統(tǒng)的姿態(tài)輸出精度。

文中的重點(diǎn)是根據(jù)減震器對(duì)姿態(tài)的影響機(jī)理，通過多次自對(duì)準(zhǔn)的結(jié)果，計(jì)算出減震器的形變量，再對(duì)減震器形變量和溫度進(jìn)行曲線擬合，得到慣導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)減震器的溫度模型，最后根據(jù)減震器的溫度模型對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出的姿態(tài)進(jìn)行補(bǔ)償。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種基于自對(duì)準(zhǔn)的慣導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)減震器形變補(bǔ)償方法，有效提高了慣導(dǎo)系統(tǒng)的姿態(tài)輸出精度。采用自對(duì)準(zhǔn)的方法，根據(jù)減震器對(duì)姿態(tài)的影響機(jī)理計(jì)算減震器的形變量。根據(jù)自對(duì)準(zhǔn)時(shí)的溫度擬合減震器形變的溫度模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)減震器形變及慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出姿態(tài)的補(bǔ)償。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種基于自對(duì)準(zhǔn)的慣導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)減震器形變補(bǔ)償方法，步驟如下：

步驟(1)、利用多次重復(fù)自對(duì)準(zhǔn)，得到受減震器形變影響的對(duì)準(zhǔn)結(jié)果，根據(jù)減震器對(duì)姿態(tài)的影響機(jī)理，計(jì)算得到減震器形變值；

步驟(2)、利用多組減震器形變值和溫度之間的擬合關(guān)系，建立慣導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)減震器溫度模型；

步驟(3)、依據(jù)上述建立的慣導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)減震器溫度模型，根據(jù)減震器溫度實(shí)時(shí)補(bǔ)償慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出的姿態(tài)。

進(jìn)一步的，步驟(1)中所述慣導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)減震器形變的計(jì)算，通過對(duì)減震器對(duì)姿態(tài)的影響機(jī)理分析，得到減震器形變和對(duì)準(zhǔn)結(jié)果之間的關(guān)系，

式中，δθ和δψ為減震器形變導(dǎo)致IMU臺(tái)體相對(duì)于框架在x方向和z方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)，θ和γ為慣導(dǎo)系統(tǒng)的俯仰角和橫滾角，Δψ為自對(duì)準(zhǔn)航向角的變化值，根據(jù)該式由自對(duì)準(zhǔn)結(jié)果得到減震器形變值。

進(jìn)一步的，步驟(2)中所述的根據(jù)多次不同溫度下的自對(duì)準(zhǔn)結(jié)果的趨勢(shì)項(xiàng)，采用曲線擬合的方法，得到減震器形變的溫度模型。

進(jìn)一步的，步驟(3)中根據(jù)自對(duì)準(zhǔn)得到的減震器形變溫度模型，根據(jù)減震器溫度值，對(duì)減震器形變進(jìn)行補(bǔ)償，并根據(jù)減震器形變對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)的影響機(jī)理，對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出的姿態(tài)進(jìn)行補(bǔ)償。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)、本發(fā)明采用自對(duì)準(zhǔn)的方法計(jì)算慣導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)減震器的形變。由于減震器的形變會(huì)導(dǎo)致慣導(dǎo)系統(tǒng)自對(duì)準(zhǔn)的結(jié)果產(chǎn)生趨勢(shì)項(xiàng)，根據(jù)減震器形變對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)的影響機(jī)理，從對(duì)準(zhǔn)結(jié)果中可以計(jì)算出減震器的形變量。