專利名稱：捷聯(lián)慣導(dǎo)光纖陀螺系統(tǒng)級誤差參數(shù)現(xiàn)場標(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)：
慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是一種利用陀螺和加速度計測量載體角運動和線運動，經(jīng)過積分運算求出載體瞬時姿態(tài)、速度和位置的導(dǎo)航設(shè)備，它完全依靠自身的敏感器件完成導(dǎo)航任務(wù)， 無需依賴任何外界信息，也不向外輻射任何能量，是一種完全自主的導(dǎo)航系統(tǒng)，因此具有隱蔽性好、抗干擾、不受任何氣象條件限制的優(yōu)點。由于以上優(yōu)點，它在航空、航天、航海和很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。光纖陀螺具有精度高、啟動快、動態(tài)范圍大、抗振動沖擊及成本低等優(yōu)點，是慣性儀表領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。我國光纖陀螺的研制水平只能達到中低精度要求，由于光纖陀螺相關(guān)的光電器件在技術(shù)和數(shù)量上滿足不了陀螺設(shè)計的總體要求，導(dǎo)致現(xiàn)有的光纖陀螺精度又無法滿足長航時、高精度的要求，因此只能在之后的導(dǎo)航過程中，盡最大限度對器件誤差進行軟件補償。光纖陀螺標(biāo)定技術(shù)本質(zhì)上是一種誤差補償技術(shù)，是在捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)工作之前，對光纖陀螺的標(biāo)度因數(shù)誤差，安裝誤差，陀螺零漂進行參數(shù)辨識，從而為導(dǎo)航過程中的軟件補償提供依據(jù)。目前，所使用的光纖陀螺標(biāo)定方法主要為分立式標(biāo)定方法和以速度為觀測量的系統(tǒng)級標(biāo)定方法。分立式標(biāo)定方法存在標(biāo)定時間長，標(biāo)定精度過于依賴轉(zhuǎn)臺精度，數(shù)據(jù)處理量大等缺點。而以速度為觀測量的系統(tǒng)級標(biāo)定方法，濾波器狀態(tài)方程的狀態(tài)量較多，矩陣計算量大，占用大量的導(dǎo)航計算資源，對導(dǎo)航計算機的性能要求較高。然而采用高性能、計算主頻高的導(dǎo)航計算機會增加整個捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的成本，給工程中的廣泛使用帶來問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供通過簡單的姿態(tài)測量儀器，在光纖陀螺安裝現(xiàn)場，快速標(biāo)定出光纖陀螺的各項器件誤差的捷聯(lián)慣導(dǎo)光纖陀螺系統(tǒng)級誤差參數(shù)現(xiàn)場標(biāo)定方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明捷聯(lián)慣導(dǎo)光纖陀螺系統(tǒng)級誤差參數(shù)現(xiàn)場標(biāo)定方法，其特征是(I)將需標(biāo)定的光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)與現(xiàn)場提供的姿態(tài)測量輔助器件通過數(shù)據(jù)傳輸電纜相聯(lián)通，確保光纖陀螺輸出角速度測量值與姿態(tài)測量輔助器件輸出的載體姿態(tài)角一致，并能夠被計算機保存；(2)光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)進行初始對準(zhǔn)，確定陀螺所在坐標(biāo)系的初始姿態(tài)，得到姿態(tài)四元數(shù)的初始值；(3)將光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)和姿態(tài)測量輔助設(shè)備按預(yù)先設(shè)定好的標(biāo)定路徑進行轉(zhuǎn)動，采集陀螺輸出和姿態(tài)測量輔助設(shè)備的輸出值；(4)利用光纖陀螺出廠時提供的標(biāo)度因數(shù)，將光纖陀螺輸出值轉(zhuǎn)換為陀螺所在坐標(biāo)系相對于慣性系的角速度《4;
(5)將帶入捷聯(lián)慣導(dǎo)方程中，得到光纖陀螺相對當(dāng)?shù)氐乩碜鴺?biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣Cnb;(6)根據(jù)姿態(tài)測量輔助設(shè)備提供的實時姿態(tài)角，得到真實的姿態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣T;(7)通過G與T的乘積，得到姿態(tài)誤差矩陣A 利用系統(tǒng)姿態(tài)誤差角與姿態(tài)矩陣的關(guān)系利用系統(tǒng)姿態(tài)誤差角與姿態(tài)矩陣的關(guān)系
權(quán)利要求
1.捷聯(lián)慣導(dǎo)光纖陀螺系統(tǒng)級誤差參數(shù)現(xiàn)場標(biāo)定方法，其特征是(1)將需標(biāo)定的光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)與現(xiàn)場提供的姿態(tài)測量輔助器件通過數(shù)據(jù)傳輸電纜相聯(lián)通，確保光纖陀螺輸出角速度測量值與姿態(tài)測量輔助器件輸出的載體姿態(tài)角一致，并能夠被計算機保存；(2)光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)進行初始對準(zhǔn)，確定陀螺所在坐標(biāo)系的初始姿態(tài)，得到姿態(tài)四元數(shù)的初始值；(3)將光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)和姿態(tài)測量輔助設(shè)備按預(yù)先設(shè)定好的標(biāo)定路徑進行轉(zhuǎn)動，采集陀螺輸出和姿態(tài)測量輔助設(shè)備的輸出值；(4)利用光纖陀螺出廠時提供的標(biāo)度因數(shù)，將光纖陀螺輸出值轉(zhuǎn)換為陀螺所在坐標(biāo)系相對于慣性系的角速度；(5)將帶入捷聯(lián)慣導(dǎo)方程中，得到光纖陀螺相對當(dāng)?shù)氐乩碜鴺?biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣C。(6)根據(jù)姿態(tài)測量輔助設(shè)備提供的實時姿態(tài)角，得到真實的姿態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣T；(7)通過0與T的乘積，得到姿態(tài)誤差矩陣A 利用系統(tǒng)姿態(tài)誤差角與姿態(tài)矩陣的關(guān)系
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供捷聯(lián)慣導(dǎo)光纖陀螺系統(tǒng)級誤差參數(shù)現(xiàn)場標(biāo)定方法，包括以下步驟，將光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)與姿態(tài)測量輔助器件聯(lián)通，光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)進行初始對準(zhǔn)，采集陀螺輸出和姿態(tài)測量輔助設(shè)備的輸出值，將光纖陀螺輸出值轉(zhuǎn)換為陀螺所在坐標(biāo)系相對于慣性系的角速度將帶入捷聯(lián)慣導(dǎo)方程中，得到光纖陀螺相對當(dāng)?shù)氐乩碜鴺?biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣根據(jù)姿態(tài)測量輔助設(shè)備提供的實時姿態(tài)角，得到真實的姿態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣T，從而得到姿態(tài)誤差矩陣和系統(tǒng)實時姿態(tài)誤差角，將帶入光纖陀螺系統(tǒng)級標(biāo)定濾波的狀態(tài)方程中，對各項誤差參數(shù)進行估計，完成辨識。本發(fā)明在標(biāo)定路徑的選擇上具有很強的靈活性，大大降低了濾波器狀態(tài)方程的維數(shù)。
文檔編號G01C25/00GK102607594SQ20121005242
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者吳曉, 周廣濤, 奔粵陽, 婁少鋒, 宋明哲, 張義, 徐博, 王秋瑩, 盛宏媛, 高偉 申請人:哈爾濱工程大學(xué)