一種基準(zhǔn)不確定情況下陀螺儀組合誤差系數(shù)標(biāo)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種誤差系數(shù)標(biāo)定方法，尤其涉及一種基準(zhǔn)不確定情況下巧螺儀組合 誤差系數(shù)標(biāo)定方法，屬于捷聯(lián)慣性組合標(biāo)定技術(shù)領(lǐng)域，可用于標(biāo)定捷聯(lián)慣性組合中巧螺儀 組合的場(chǎng)合。
【背景技術(shù)】
[0002] 巧螺儀是慣性導(dǎo)航和慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的基本測(cè)量元件之一，它安裝在運(yùn)載體內(nèi)部， 用于測(cè)量運(yùn)載體的運(yùn)動(dòng)角速度，并通過(guò)對(duì)角速度的積分，求得載體運(yùn)動(dòng)的角度。巧螺儀組合 的性能和精度直接影響導(dǎo)航和制導(dǎo)系統(tǒng)的精度，對(duì)慣性系統(tǒng)的性能起著關(guān)鍵的作用。捷聯(lián) 慣性組合是將巧螺儀組合和加速度計(jì)組合集成在一起并直接安裝在運(yùn)載體上的慣性測(cè)量 裝置。捷聯(lián)慣性組合在結(jié)構(gòu)安裝，慣性儀表W及系統(tǒng)的工程實(shí)現(xiàn)中各個(gè)環(huán)節(jié)都不可避免的 存在誤差。通常由于存儲(chǔ)、氣候環(huán)境變化、運(yùn)輸及捷聯(lián)慣性組合自身性能不穩(wěn)定等因素的影 響，組合誤差模型的某些誤差系數(shù)會(huì)發(fā)生變化。為了確保系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)和導(dǎo)航精度，必須對(duì)巧 螺儀的刻度系數(shù)誤差、零位誤差及安裝角誤差等進(jìn)行精確標(biāo)定并加W補(bǔ)償。一般標(biāo)定方法 進(jìn)行標(biāo)定時(shí)使用的轉(zhuǎn)臺(tái)需要有精確的水平基準(zhǔn)及方位基準(zhǔn)，其中，水平基準(zhǔn)精度±2"，方 位基準(zhǔn)精度±20"。在實(shí)驗(yàn)室中，若轉(zhuǎn)臺(tái)位置發(fā)生改變，或?qū)⑥D(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)移到外場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，需 要采用計(jì)量等方法進(jìn)行轉(zhuǎn)臺(tái)的標(biāo)定，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。該種標(biāo)定方法只有在得到精確的水平基準(zhǔn) 和方位基準(zhǔn)才能標(biāo)定出巧螺儀的誤差系數(shù)，限制了標(biāo)定條件，不利于機(jī)動(dòng)情況下的快速標(biāo) 定。
[0003] 因此，為了能在基準(zhǔn)不確定情況下也能將巧螺儀組合誤差系數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，提高外 場(chǎng)標(biāo)定效率，并提高標(biāo)定系數(shù)的精度，需要研究一種新型的捷聯(lián)慣性組合巧螺儀組合誤差 標(biāo)定方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基準(zhǔn)不確定情況下巧螺儀組 合誤差系數(shù)標(biāo)定方法，該方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)捷聯(lián)慣性組合巧螺儀組合在基準(zhǔn)不確定情況下誤差 系數(shù)的標(biāo)定，降低了對(duì)基準(zhǔn)精度的要求。
[0005] 本發(fā)明的一種基準(zhǔn)不確定情況下巧螺儀組合誤差系數(shù)標(biāo)定方法，該方法用于在基 準(zhǔn)不確定情況下計(jì)算捷聯(lián)慣性組合中巧螺儀組合誤差模型的系數(shù)，在基準(zhǔn)不確定情況下， 安裝在雙軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的捷聯(lián)慣性組合巧螺儀組合誤差模型為
[0006]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基準(zhǔn)不確定情況下巧螺儀組合誤差系數(shù)標(biāo)定方法，其特征在于；該方法用于在 基準(zhǔn)不確定情況下計(jì)算捷聯(lián)慣性組合中巧螺儀組合誤差模型的系數(shù)，在基準(zhǔn)不確定情況 下，安裝在雙軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的捷聯(lián)慣性組合巧螺儀組合誤差模型為
其中：〇。= ? i,cosL，Q。為地球轉(zhuǎn)速投影到地理坐標(biāo)系中的北向分量；Q u= ? ie sinL，Qu為地球轉(zhuǎn)速投影到地理坐標(biāo)系中的天向分量；。ie為地球自轉(zhuǎn)角速度;L為測(cè)試 地點(diǎn)地球締度和《/分別為經(jīng)補(bǔ)償?shù)玫降慕萋?lián)慣性組合X、Y、Z軸角速度； 5 D。,、5 D。,和5 D分別為X、Y、Z軸巧螺儀的零次項(xiàng)偏差；S k gx、5 kgy和5 k gz分別為X、 Y、Z軸巧螺儀的標(biāo)度因數(shù)偏差；S Eyx為X軸相對(duì)于Y軸的安裝誤差角偏差；5 E zx為X軸相 對(duì)于Z軸的安裝誤差角偏差；5 Exy為Y軸相對(duì)于X軸的安裝誤差角偏差；5 E ZY為Y軸相對(duì) 于Z軸的安裝誤差角偏差；5 Exz為Z軸相對(duì)于X軸的安裝誤差角偏差；5 E YZ為Z軸相對(duì)于 Y軸的安裝誤差角偏差；a為雙軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)內(nèi)框架的旋轉(zhuǎn)角；目為雙軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)外框架的 旋轉(zhuǎn)角；V為捷聯(lián)慣性組合第一個(gè)測(cè)量位置的姿態(tài)方位角、0為捷聯(lián)慣性組合第一個(gè)測(cè)量 位置的姿態(tài)俯仰角，Y為捷聯(lián)慣性組合第一個(gè)測(cè)量位置的姿態(tài)滾轉(zhuǎn)角； 步驟如下： (1)將捷聯(lián)慣性組合安裝在雙軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，調(diào)節(jié)雙軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使捷聯(lián)慣性組合靜置 于16個(gè)不同的位置； 似在第i位置時(shí)，采集捷聯(lián)慣性組合X、Y、Z軸加速度計(jì)經(jīng)過(guò)A t砂輸出的脈沖數(shù) N。, (i)、Nw a)和N。, (i)，采集捷聯(lián)慣性組合X、Y、Z軸巧螺儀經(jīng)過(guò)A t輸出的脈沖數(shù)Ng, a)、 Ngy(i)和Ngz(i)并且記錄該位置雙軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)內(nèi)外框架的旋轉(zhuǎn)角a (i)和目（i)，計(jì)算X、 Y、Z軸加速度計(jì)的脈沖數(shù)輸出頻率Ay (i)、Ay (i)和A,(i)及X、Y、Z軸巧螺儀組合的脈沖數(shù) 輸出頻率Gx(i)、Gy(i)和Gz(i)，其中i = 1，2,3. .. 16, At的取值范圍為60-90砂； (3) 根據(jù)步驟（2)得到的十六個(gè)位置的巧螺儀組合和加速度計(jì)組合的脈沖數(shù)輸出頻 率，并結(jié)合已知的誤差系數(shù)經(jīng)多次測(cè)量取得的均值，計(jì)算得到各位置經(jīng)補(bǔ)償?shù)慕萋?lián)慣性組 合 X、Y、Z 軸加速度 abx' (i)、abY' (i)、abz' (i)和角速度< a)、《/ a)、《z' (i); 其中，已知的誤差系數(shù)包括加速度計(jì)組合的零次項(xiàng)、標(biāo)度因數(shù)、安裝誤差角、標(biāo)度因數(shù)不對(duì) 稱項(xiàng)誤差W及巧螺儀組合的零次項(xiàng)、標(biāo)度因數(shù)、安裝誤差角； (4) 計(jì)算得到捷聯(lián)慣性組合在第一個(gè)位置的初始俯仰角0。、初始滾轉(zhuǎn)角Y。和初始方 位角V。； (5) 根據(jù)步驟（2)中得到的十六個(gè)位置內(nèi)外框架旋轉(zhuǎn)角、步驟（3)中計(jì)算得到的巧螺儀 組合經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后得到的角速度、步驟（4)中計(jì)算所得的初始姿態(tài)角W及加速度計(jì)組合輸出 的精確的初始俯仰角和初始滾轉(zhuǎn)角，計(jì)算捷聯(lián)慣性組合巧螺儀組合誤差模型中的誤差系數(shù)
偏差，包括標(biāo)度因數(shù)偏差、零次項(xiàng)偏差、安裝誤差角偏差、初始方位角誤差； (6) 令方位角為初始方位角與其對(duì)應(yīng)誤差之和，代入步驟巧）中進(jìn)行重新計(jì)算，得到新 的方位角誤差；多次重復(fù)計(jì)算后得到雙軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在第1位置處精確的方位角，同時(shí)可得 巧螺儀組合各誤差系數(shù)偏差的值； (7) 將通過(guò)步驟（6)得到的誤差系數(shù)偏差與已知的巧螺儀組合的零次項(xiàng)、標(biāo)度因數(shù)、安 裝誤差角對(duì)應(yīng)求和，得到巧螺儀組合的誤差系數(shù)精確值，實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)不確定情況下巧螺儀組 合誤差系數(shù)標(biāo)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基準(zhǔn)不確定情況下巧螺儀組合誤差系數(shù)標(biāo)定方法，其特 征在于： 步驟（1)中捷聯(lián)慣性組合的16個(gè)位置分別為： 位置1 ;調(diào)節(jié)雙軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使捷聯(lián)慣性組合靜止于某一任意位置，記錄此時(shí)的內(nèi)框架 旋轉(zhuǎn)角a (1)和外框架旋轉(zhuǎn)角目（1); 位置2;調(diào)節(jié)雙軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使內(nèi)框架旋轉(zhuǎn)角度a (2) = a (1)+90°，外框架旋轉(zhuǎn)角度 目似=目（1); 位置3;調(diào)節(jié)雙軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使內(nèi)框架旋轉(zhuǎn)角度a (3) = a (1)+180°，外框架旋轉(zhuǎn)角度 目（3)=目（1); 位置4;調(diào)節(jié)雙軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使內(nèi)框架旋轉(zhuǎn)角度a (4) = a (1)+270°，外框架旋轉(zhuǎn)角度 目（4)=目（1); 位置5;調(diào)節(jié)雙軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使內(nèi)框架旋轉(zhuǎn)角度a巧）=a