[发明专利]微机械陀螺惯性测量组件的闭环标定方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种捷联惯性导航系统的标定技术领域，特别涉及一种微机械陀螺测量组件的闭环标定技术。

(二)背景技术

标定技术本质上也是一种误差补偿技术。所谓误差补偿技术就是建立惯性传感器和捷联式惯性导航系统的误差数学模型，通过一定的试验来确定模型系数，进而通过软件算法来消除误差。惯性传感器和捷联式惯性导航系统在出厂之前，必须通过一定的标定方法确定基本的误差数学模型参数，以保证传感器和系统的正常工作。而且惯性传感器高阶误差项的研究、捷联式惯性导航系统在恶劣动态环境下的误差补偿都是在标定的基础上进行的，可以说标定的方法是整个误差补偿技术的基础。

标定技术按照不同的标准有如下的分类：

1.根据标定的场所不同可以分为内场标定和外场标定，这是标定的两个不同阶段，内场标定是外场标定的基础。内场标定是指在实验室内利用惯性测试设备标定系统的参数。此时标定出的参数是相对于标准的北向基准及水平基准的。外场标定则是将系统安装在载体上后进行的标定，由于安装关系，载体的实际姿态角与系统解算出的姿态角存在系统误差，即安装误差，外场标定的任务即标定安装误差。如将惯性系统安装在火炮上后标定火炮坐标系与系统坐标系的安装关系。水平误差角的标定一般是利用加速度计解析调平的方法来标定，方位误差角的标定则是利用标准的北向基准采用光学传递的方法来标定。

2.根据标定的层次可以分为传感器标定和系统标定。传感器标定一般在出厂前由厂家在工厂进行，以便确定传感器的性能参数。传感器标定主要完成标度因数、偏值、偏值稳定性、阈值、启动时间、高低温度环境性能、振动和磁场环境性能等的测试。目前惯性传感器的标定技术已经比较成熟，根据用途可以参照不同的国家测试标准和军用测试标准。系统标定是指从捷联式惯性导航系统的精度出发，考虑到由惯性传感器构成捷联式惯性导航系统时安装轴向不垂直以及载体运动环境的复杂恶劣性等因素的影响，建立惯性传感器的误差数学模型，最后实现误差补偿的过程。

目前通用的标定方法都属于内场系统级标定方法。这些方法考虑由惯性传感器安装轴向不垂直以及载体运动环境的复杂恶劣性等因素的影响，建立系统的误差数学模型。利用陀螺仪和加速度计的输出进行导航解算，以导航误差(位置误差、速度误差及姿态误差)作为观测量来标定系统的误差数学模型参数。在标定过程中，捷联惯性导航系统处于开环工作状态，无反馈环节。整个过程属于系统的开环标定。系统误差数学模型的参数为估算值，无法通过导航误差对其进行校正，因此标定结果与高精度的捷联惯性导航系统的要求有一定的差距。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高微机械陀螺捷联惯性导航系统中微机械陀螺测量组件的标定精度的微机械陀螺惯性测量组件的闭环标定方法。

本发明的目的是这样实现的：

步骤1、将微机械陀螺测量组件放置于转台上，陀螺测量组件的X、Y、Z轴陀螺的主轴分别与转台的内、中、外框的自转轴平行，捷联惯性导航系统进行预热，然后采集陀螺仪和加速度计输出的数据；

步骤2、操作转台使捷联惯性导航系统调整到当地地理坐标系上，再将Y轴向北抬高一个角度，该角度等于纬度值使Y轴正方向分别对准地球自转角速率的正方向与负方向，记录陀螺原始输出N_g⁺、N_g^-，

粗略测量Y轴的标度因数为

Kgy=2ωie/(Ngy+-Ngy-)]]>

用同样的方法，求出另外两个轴的标度因数K_gx和K_gz分别为