[发明专利]一种基于角速率台的单波束激光测速仪标定方法

说明书

技术领域：

本发明涉及用于组合导航的一种基于角速率台的单波束激光测速仪标定方法，属于惯性导航/组合导航技术领域。 

背景技术：

激光测速仪作为一种速度传感器，具有完全自主、精度高、测速范围宽、动态性能好及非接触测量的优点。单独的激光测速仪不具备导航定位功能，但是与惯导系统组合能优势互补，实现全自主、高精度导航定位。 

单波束激光测速仪与惯导构成组合导航系统，使用前需要完成对激光测速仪的标定，包括单波束激光测速仪与惯组之间的安装角测试和激光测速仪标度因数误差测试。目前公开文献中用于导航定位领域的单波束激光测速仪并没有统一的标定方法，本文提出了一种基于角速率台的单波束激光测速仪安装角和标度因数误差的标定方法，解决了单波束激光测速仪与惯导组合系统导航定位的基础问题。 

发明内容：

1、目的：本发明的目的是提供了一种基于角速率台的单波束激光测速仪标定方法，它克服了现有技术的不足，为用于组合导航的单波束激光测速仪在实验室环境下完成标定提供了一个新的技术途径。 

2、技术方案：本发明一种基于角速率台的单波束激光测速仪标定方法，该方法具体步骤如下： 

步骤1、如图1所示，将单波束激光测速仪与惯导系统构成的组合导航系统通过工装安装到单轴角速率台上，安装时使惯组X_b轴方向与角速率台的切线方向平行，同时使单波束激光测速仪紧靠在角速率转台的边缘，调整工装的高度使得激光测速仪激光束能打到地面。 

步骤2、设定M个（预定M≥10）角速率台转速点，在每个转速点下，角速率台转动稳定后，测试一定时间（预定5分钟）的激光测速仪输出并取平均值。 

步骤3、通过工装调整组合导航系统的朝向和位置，使惯组Y_b轴方向与角速率台的切线方向平行，同时使单波束激光测速仪紧靠在角速率台的边缘，调整工装的高度使得激光测速仪激光束能打到地面。 

步骤4、设定M个（预定M≥10）角速率台转速点，在每个转速点下，角速率台转动稳定 后，测试一定时间（预定5分钟）的激光测速仪输出并取平均值。 

步骤5、通过工装调整组合导航系统的朝向和位置，使惯组Z_b轴方向与角速率台的切线方向平行，同时使单波束激光测速仪紧靠在角速率台的边缘，调整工装的高度使得激光测速仪激光束能打到地面。 

步骤6、设定M个（预定M≥10）角速率台转速点，在每个转速点下，角速率台转动稳定后，测试一定时间（预定5分钟）的激光测速仪输出并取平均值。 

步骤7、计算单波束测速仪标度因数误差与三个安装角。 

步骤8、标定精度评价分析。 

其中，步骤7中所述的单波束激光测速仪标度因数误差和三个安装角的计算，具体实现过程说明如下： 

设激光测速仪与惯组的X_b轴、Y_b轴、Z_b轴的安装夹角分别为α、β、γ，定义δK为激光测速仪标度因数误差，当组合导航系统在三维空间运动时，设惯组X_b，Y_b，Z_b三个坐标轴方向的速度分别为 激光测速仪测速方向的速度为V_L，根据分解关系， 与V_L之间满足以下关系式：