[发明专利]一种风洞模型姿态角测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种风洞模型姿态角测量系统，其特征在于，包括：

风洞模型，包括风洞数据采集系统，所述风洞数据采集系统用以确定所述风洞模型的初始对准信息及误差信息，所述初始对准信息包括与所述风洞模型对应的初始位置及初始航向角；

惯性测量单元IMU，放置于所述风洞模型内，用以测量基于所述风洞模型而产生的运动参数，所述运动参数包括角速率和加速度参数；

姿态解算设备，与所述惯性测量单元IMU以及所述风洞数据采集系统连接，用以基于所述初始对准信息、所述误差信息、以及所述运动参数计算获得所述风洞模型的姿态角，所述姿态角包括航向角、俯仰角、滚转角、侧滑角、迎角、滚转角；

屏蔽线缆，连接所述姿态解算设备和所述惯性测量单元IMU，用以进行数据收发以及为所述惯性测量单元IMU供电；

连接线缆，连接所述风洞数据采集系统以及所述姿态解算设备，用以向所述风洞数据采集系统发送所述姿态角及所述初始对准信息、所述误差信息。

2.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述连接线缆，用以连接电源以为所述风洞模型姿态角测量系统提供电能。

3.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述屏蔽线缆，还用以屏蔽所述风洞模型发出的电磁干扰。

4.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述系统还包括机构回零装置，用以将系统中当前确定的航向角重置为零位时刻的航向角，和/或将系统中当前的侧滑角重置为零。

5.一种风洞模型实时姿态角测量方法，应用于如权利要求1-4任一权利要求所述的风洞模型姿态角测量系统，其特征在于，包括：

通过所述风洞数据采集系统确定所述风洞模型的初始对准信息，所述初始对准信息包括与所述风洞模型对应的初始位置及初始航向角；

通过所述惯性测量单元测量获得与所述风洞模型对应的在开始测量的零位时刻的零位运动参数，所述零位运动参数包括所述风洞模型在所述零位时刻的角速率和加速度参数；

所述姿态解算设备基于所述初始对准信息及所述零位运动参数，运算得到所述风洞模型在所述零位时刻的零位姿态角，所述零位姿态角包括所述风洞模型在所述零位时刻的航向角、俯仰角、滚转角；

通过所述惯性测量单元测量获得所述风洞模型的实时运动参数；

通过所述姿态解算设备基于所述零位姿态角、所述实时运动参数计算获得与所述风洞模型的实时姿态角，所述实时姿态角包括实时的航向角、俯仰角、滚转角、侧滑角、迎角、滚转角。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过所述风洞数据采集系统确定所述风洞模型的初始对准信息，包括：

通过所述姿态解算设备确定所述风洞模型的误差信息，其中，所述误差信息包括所述风洞模型在滚转角方向上的滚转角误差、在迎角方向上的迎角误差，以及所述风洞模型在纵轴与航向角的测量线之间的侧滑角误差；

所述姿态解算设备基于所述零位运动参数及所述初始对准信息进行初始对准运算，得到所述风洞模型在所述零位时刻的零位姿态角，包括：

所述姿态解算设备基于所述零位运动参数、所述误差信息及所述初始对准信息进行初始对准运算，得到所述风洞模型在所述零位时刻的零位姿态角；和/或，

所述通过所述姿态解算设备基于所述零位姿态角、所述实时运动参数计算获得与所述风洞模型对应的实时的实时姿态角，包括：

通过所述姿态解算设备基于所述零位姿态角、所述误差信息及所述实时运动参数计算获得与所述风洞模型对应的实时姿态角。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过所述风洞数据采集系统确定所述风洞模型的误差信息，包括：

将所述风洞模型设置于预定坐标系中的零位，以使所述风洞模型的迎角、滚转角处于零位附近；

通过高精度测量设备测量确定所述风洞模型的迎角、滚转角以及侧滑角在所述预定坐标系中相较于零位的差值分别为迎角差值、滚转角差值和侧滑角差值；

将所述迎角差值确定为所述迎角误差，将所述滚转角差值确定为所述滚转角误差，且将所述侧滑角差值确定为所述侧滑角误差。