[发明专利]一种基于三轴同步转台的惯性导航系统时延确定方法

说明书

本发明涉及一种测量惯性导航系统时延的方法，具体为一种基于三轴同步转台的惯性导航系统时延确定方法；本发明的目的在于准确测定惯性导航系统时延，通过三轴同步转台输出角度值与惯性导航系统同步输出的姿态值，由两者的误差确定出准确的惯性导航系统时延，并进一步予以补偿；本发明能够根据测量实验得到的数据，准确快速地计算出相对三轴转台的惯导系统输出滞后时延，重复相同实验，将得到的曲线进行对比；与未补偿的曲线相比，本发明基本上消除了惯导输出滞后时延，较大的提高了惯性导航系统精度测试的可靠性；与现有技术相比，本发明具有成本低、操作简便、不受操作环境限制等优点。

技术领域

本发明涉及测量惯性导航系统时延测定领域，具体涉及一种基于三轴同步转台的惯性导航系统时延确定方法。

背景技术

惯性导航系统(INS)是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。其工作环境不仅包括地面、空中，还可以在水下。惯导的基本工作原理是以牛顿力学定律，欧诺测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能得到在导航坐标系中的速度，偏航角和位置等信息。现代比较常见的几种导航技术，包括天文导航、惯性导航、卫星导航、无线电导航等等，其中，只有惯性导航是自主的，既不向外界辐射东西，也不用看天空中的恒星或接收外部的信号，它的隐蔽性是最好的。

目前，针对惯性导航系统精度的测试方法会因为被测的导航参数不同而发生变化。对惯导系统的位置和速度精度测试，通过跑车实验来进行，用GPS作为测试基准。对于惯导系统的航向和姿态信息通常在高精度转台上进行，以转台作为测量基准。由此可见，在针对惯性导航系统航向和姿态信息的精度测试中，需要对惯导输出信号与高精度转台输出信号进行同步录取，将这两个信号分别进行数据解包并进行比较，得到两者之间的误差信息。这一信息就将作为判定惯导系统精确的标准。因此，高精度转台与惯性导航系统的输出信息同步录取是惯性导航系统精度测试中程度重要的一部分。

惯性导航系统有如下优点：1、由于它是不依赖于任何外部信息，也不向外部辐射能量的自主式系统，故隐蔽性好，也不受外界电磁干扰的影响；2、可全天候、全时间地工作于空中、地球表面乃至水下；3、能提供位置、速度、航向和姿态角数据，所产生的导航信息连续性好而且噪声低；4、数据更新率高、短期精度和稳定性好。其缺点是：1、由于导航信息经过积分而产生，定位误差随时间而增大，长期精度差；2、每次使用之前需要较长的初始对准时间；3、设备的价格较昂贵；4、不能给出时间信息。

如今传统的时延测定是通过激光跟踪仪来实现的。但其使用时操作要求找好准直，否则会出错。并且不能断光再续，必须重新再，甚至中间光线被挡住也会导致失败。因此激光跟踪仪有价格昂贵、操作复杂和操作环境受限的缺点。为了便于在实验中便捷、准确地测量时延，设计出一种利用高精度三轴转台来测量惯性导航系统时延的方法。

发明内容

本发明为一种基于三轴同步转台的惯性导航系统时延确定方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)将惯导系统放置于高精度三轴转台上，与显控装置和电源装置相连，由电源装置提供直流24V电，同时将输出的导航数据同步至显控装置；在GPS装置1PPS的信号下显控装置周期性的传输到PCI1750串口卡，同时传输到PCI1750串口卡的还有高精度三轴转台输出的姿态、航向信息数据；这两个数据通过串口卡传到笔记本电脑中进行分析比较；

(2)惯导系统开始对准，在对准结束时记录初始误差；

(3)对高精度三轴转台同步输出进行设置，对高精度三轴转台的轴运动方式和运动时间进行设置；

(4)对传输到笔记本的数据进行采集，并对其进行处理分析，得到惯导系统与高精度三轴转台的姿态、航向误差曲线，将转台的姿态、航向曲线分别与姿态、航向误差曲线放在一起详细对比；