[发明专利]一种光纤陀螺标度因数非对称性误差的系统级标定方法

说明书

技术领域

本发明属于惯性技术领域，涉及惯性器件的系统级标定方法，具体地说，是指一种光纤陀螺标度因数非对称性误差的系统级标定方法。

背景技术

标定技术是惯性导航领域的核心技术之一，是一种对误差的辨识技术，即建立惯性元件和惯导系统的误差数学模型，通过一系列的试验求解出误差模型中的误差项，进而通过软件算法来对误差进行补偿。标定可以从软件方面来提高惯导系统的精度，常见的标定误差项有加速度计和陀螺的零偏误差、标度因数误差、安装误差等。

按层次来分，标定可分为分立式标定和系统级标定。当前分立式标定方法的理论研究已较为成熟，而系统级标定方法是由20世纪80年代开始发展起来，目前正成为标定技术研究的热点。

分立式标定是直接利用加速度计和陀螺仪的输出作为观测量来对其误差参数进行辨识。国家军用标准光纤陀螺仪测试方法（GJB2426A-2004）规定了用于标定光纤陀螺仪标度因数不对称性的测试标准。分立式标定通过设计合适的旋转编排路径以抵消地球自转和重力加速度对惯导系统标定的影响。该方法标定精度受随机噪声影响，通常需对同一系统进行多次测试取其平均值。

系统级标定是利用惯性导航输出的系统误差作为观测量来辨识惯性器件的误差参数。与分立式标定相比，系统级标定的算法相对复杂，但系统级标定能抑制标定过程中的测量噪声，并缩短标定时间，提高标定精度。系统级标定又分为拟合标定和滤波标定。拟合标定是通过建立特定运动激励观测导航误差，拟合估计器件误差参数。拟合标定方法一般将导航速度变化率或比力作为观测量。滤波标定是指通过设计Kalman滤波器，将惯导系统各器件误差参数作为滤波器状态，观测导航误差滤波估计各器件误差参数。

光纤陀螺是光学陀螺的一种，是检测角速度的传感器。光纤陀螺采用的是Sagnac干涉原理，用光纤绕成环形光路并检测出随转动而产生的反向旋转的两路激光束之间的相位差，由此计算出旋转的角速度。光纤陀螺与传统的机械陀螺在原理上有本质的不同，具有机械陀螺无法比拟的优点，目前已经成为惯性制导和导航领域的一项关键技术。

发明内容

本发明为了解决现有技术中分立式标定方法受随机噪声影响大，标定精度受转台影响的技术问题，提供了一种光纤陀螺标度因数非对称性误差的系统级标定方法，所述的标定方法包括如下步骤：

步骤一：将惯组安装到转台上，惯组初始朝向为东—北—天（X—Y—Z）。惯组通电预热30分钟，采样周期dt＝0.01s。

步骤二：第一位置旋转：开始采集惯组数据，首先静置15秒，然后使惯组以v1的角速度绕X轴正向旋转180°,旋转完毕再静置15秒～30秒，停止采数。

步骤三：第二位置旋转：开始采集惯组数据，首先使惯组在步骤二旋转完毕位置静置15秒～30秒，然后使转台以v1的角速度绕惯组X轴正向旋转180°,旋转完毕再静置15秒～30秒。停止采数。

步骤四：第三位置旋转：开始采集惯组数据，首先使惯组在步骤三旋转完毕位置静置15秒～30秒，然后使转台以v1的角速度绕惯组X轴负向旋转180°,旋转完毕再静置15秒～30秒。停止采数。

步骤五：第四位置旋转：开始采集惯组数据，首先使惯组在步骤四旋转完毕位置静置15秒～30秒，然后使转台以v1的角速度绕惯组Y轴正向旋转180°,旋转完毕再静置15秒～30秒。停止采数。

步骤六：第五位置旋转：开始采集惯组数据，首先使惯组在步骤五旋转完毕位置静置15秒～30秒，然后使转台以v1的角速度绕惯组Y轴正向旋转180°,旋转完毕再静置15秒～30秒。停止采数。

步骤七：第六位置旋转：开始采集惯组数据，首先使惯组在步骤六旋转完毕位置静置15秒～30秒，然后使转台以v1的角速度绕惯组Y轴负向旋转180°,旋转完毕再静置15秒～30秒。停止采数。

步骤八：第七位置旋转：将惯组安装到转台上，三个坐标轴Y-Z-X分别朝向天—东—北。开始采集惯组数据，首先静置15秒～30秒，然后使转台以v1的角速度绕惯组Z轴正向旋转180°,旋转完毕再静置15秒～30秒。停止采数。

步骤九：第八位置旋转：开始采集惯组数据，首先使惯组在步骤八旋转完毕位置静置15秒～30秒，然后使转台以v1的角速度绕惯组Z轴正向旋转180°,旋转完毕再静置15秒～30秒。停止采数。

步骤十：第九位置旋转：开始采集惯组数据，首先使惯组在步骤九旋转完毕位置静置15秒～30秒，然后使转台以v1的角速度绕惯组Z轴负向旋转180°,旋转完毕再静置15秒～30秒。停止采数。