專利名稱：光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的單軸轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種導(dǎo)航領(lǐng)域的標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
標(biāo)定技術(shù)就是一種從軟件方面來(lái)提高慣性導(dǎo)航系統(tǒng)使用精度的方法。標(biāo)定技術(shù)本 質(zhì)上也是一種誤差測(cè)量技術(shù)。對(duì)于光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，所謂誤差補(bǔ)償技術(shù)就是建 立光纖陀螺和石英撓性加速度計(jì)的誤差數(shù)學(xué)模型，通過(guò)一定的試驗(yàn)來(lái)測(cè)量模型系數(shù)，進(jìn)而 確定光纖陀螺和石英撓性加速度計(jì)的誤差數(shù)學(xué)模型。目前的標(biāo)定方法都要使用大型的三軸 測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)，執(zhí)行預(yù)先設(shè)定好的標(biāo)定路徑，經(jīng)過(guò)位置測(cè)量試驗(yàn)、速率測(cè)量試驗(yàn)和零位修正測(cè)量 試驗(yàn)，標(biāo)定測(cè)量出光纖陀螺的漂移、刻度因數(shù)、安裝誤差；石英撓性加速度計(jì)的刻度因數(shù)、零 位偏值、安裝誤差。轉(zhuǎn)臺(tái)作為捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的測(cè)試設(shè)備，是一種復(fù)雜的集光機(jī)電一體的現(xiàn)代化設(shè) 備，它能夠模擬載體的各種姿態(tài)角運(yùn)動(dòng)，復(fù)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)時(shí)的多種動(dòng)力學(xué)特性，對(duì)船舶、飛機(jī)的 制導(dǎo)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及相應(yīng)器件的性能進(jìn)行反復(fù)測(cè)試，獲得充分的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù) 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和改進(jìn)，達(dá)到總體設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)要求。三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)作為轉(zhuǎn)臺(tái)的一 種，能夠在三個(gè)自由度上進(jìn)行姿態(tài)角運(yùn)動(dòng)，即可以復(fù)現(xiàn)載體所有的姿態(tài)角運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，大型的 三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)角位置定位精度高、速率范圍廣、功能多，缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴(一般在一百萬(wàn)元 以上)、安裝麻煩(需要三到五米的地基)、維護(hù)保養(yǎng)程序繁瑣。光纖陀螺的制造過(guò)程中，光學(xué)器件特別是光纖環(huán)的纏繞需使用大量的紫外固化 膠，其性能會(huì)隨著時(shí)間的增加而產(chǎn)生變化，進(jìn)而改變光學(xué)器件的性能，對(duì)光纖陀螺的漂移、 刻度因數(shù)產(chǎn)生影響；石英撓性加速度計(jì)的撓性軸彈性系數(shù)也會(huì)隨著時(shí)間的改變而產(chǎn)生變 化，對(duì)石英撓性加速度計(jì)的零位偏值、和刻度因數(shù)產(chǎn)生影響，只能通過(guò)重新標(biāo)定的方法消除 其影響。根據(jù)研究與使用經(jīng)驗(yàn)，中低精度的光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在三個(gè)月到四個(gè)月 之內(nèi)，光纖陀螺的輸出性能保持穩(wěn)定，能夠滿足捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的正常工作。使用時(shí)間超 過(guò)四個(gè)月，則無(wú)法保證精度，需要重新標(biāo)定。并且，光纖陀螺的漂移、石英撓性加速度計(jì)的零 位偏值比較光纖陀螺刻度因數(shù)、石英撓性加速度計(jì)的刻度因數(shù)，對(duì)于捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)性 能的影響起到主要的作用(光纖陀螺和石英撓性加速度計(jì)一般視為剛體，其安裝誤差不隨 時(shí)間改變)。對(duì)于中低精度的光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，在精度要求不高的情形下，只需 要標(biāo)定光纖陀螺的漂移、石英撓性加速度計(jì)的零位偏值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供標(biāo)定成本低、步驟簡(jiǎn)單、標(biāo)定時(shí)單軸轉(zhuǎn)臺(tái)放置于地面即可、 無(wú)需試驗(yàn)室環(huán)境的光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的單軸轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的單軸轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定方法，其特征是(1)將光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)放置于單軸轉(zhuǎn)臺(tái)上，光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通電進(jìn)行預(yù)熱，然后采集陀螺儀和加速度計(jì)輸出的數(shù)據(jù)；(2)記初始時(shí)刻光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)所在位置為a位置，在a位置采集300 秒內(nèi)光纖陀螺輸出的角速度ω3(1), ω3(2), . . . ω3(Ν) 和石英撓性加速度計(jì)輸出的比力
fa(l), fa(2), . . . fa(N), 300 其中 Ar:
h
，h為光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的采樣周期，上角標(biāo)a表示數(shù)據(jù)采
集時(shí)光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)處在a位置； (3)由步驟(2)測(cè)量結(jié)果，得出a位置上光纖陀螺輸出的角速度平均值
權(quán)利要求
1.光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的單軸轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定方法，其特征是(1)將光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)放置于單軸轉(zhuǎn)臺(tái)上，光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通 電進(jìn)行預(yù)熱，然后采集陀螺儀和加速度計(jì)輸出的數(shù)據(jù)；(2)記初始時(shí)刻光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)所在位置為a位置，在a位置采集300秒內(nèi) 光纖陀螺輸出的角速度coa(l)，ω3⑵，· · · ω3(Ν)和石英撓性加速度計(jì)輸出的比力 fa(l),fa(2),...fa(N),其中… ，h為光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的采樣周期，上角標(biāo)a表示數(shù)據(jù)采集時(shí)光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)處在a位置；(3)由步驟(2)測(cè)量結(jié)果，得出a位置上光纖陀螺輸出的角速度平均值
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的單軸轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定方法。將光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)放置于單軸轉(zhuǎn)臺(tái)上，光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通電進(jìn)行預(yù)熱，采集光纖陀螺輸出的角速度和和石英撓性加速度計(jì)輸出的比力，之后將控制單軸轉(zhuǎn)臺(tái)繞其轉(zhuǎn)動(dòng)軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°三次，并采集每次光纖陀螺輸出的角速度和和石英撓性加速度計(jì)輸出的比力，進(jìn)而得到慣性器件坐標(biāo)系x、y、z軸光纖陀螺的漂移和以及慣性器件坐標(biāo)系x、y、z軸石英撓性加速度計(jì)的零位偏值。利用單軸轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)不同的角位置，便可測(cè)量出光纖陀螺的漂移和石英撓性加速度計(jì)的零位偏值的方法，并且單軸轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定成本低，步驟簡(jiǎn)單，標(biāo)定時(shí)單軸轉(zhuǎn)臺(tái)放置于地面即可，無(wú)需試驗(yàn)室環(huán)境。
文檔編號(hào)G01C25/00GK102003968SQ201010270939
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者付建楠, 南兆君, 吳曉, 奔粵陽(yáng), 張義, 李倩, 王秋瀅, 盛宏媛, 車(chē)延庭, 高偉 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)