[发明专利]AHRS安装偏角测量方法

说明书

本发明涉及一种AHRS安装偏角测量方法，属于角度校准技术领域。本发明根据载体参考面上的若干点位置得出载体参考面XOY的方程；根据艏向上的特征点得出载体艏向值h_V和艏向向量根据艏向向量和XOY的方程得出艏向向量在XOY平面的投影根据垂直关系得出得到与水平面的夹角p和r；用观测期间记录的AHRS输出的艏向值减去载体艏向值h_V，得到载体艏向安装偏差Δh；将Δh输入到AHRS中后，记录AHRS输出的纵摇值减去载体的纵摇值p，得到纵摇安装偏差Δp，将Δp输入AHRS后，记录AHRS输出的横摇值减去载体横摇值r，得到横摇安装差Δr，结果准确且可验证。

技术领域

本发明涉及一种AHRS安装偏角测量方法，属于角度校准技术领域。

背景技术

AHRS通常用于飞行器、航行器和车辆等载体上，包括MRU、PHINS、HYDRINS和OCTANCE等系统。AHRS与上述载体的安装偏角由于没有专门的方法进行测量，所以通常情况是通过视觉观测AHRS本体上的参考指示线和载体安装面的夹角。通过视觉上近似认为沿载体艏向准直的参考物之间的夹角，或者利用多波束测深系统的校准数据的后处理对安装偏差进行估计，有些情况往往因无法准确获得安装偏差值，从而直接忽略该安装偏差。

安装偏差获取困难且难以校验的原因是:(1)现有技术人员即使对AHRS参考指示线和其安装位置处的参考物之间的夹角进行了测量，但因为AHRS本身尺寸较小，其本体上的参考线仅有数厘米，难以获得准确可信的测量结果。(2)多波束系统的校准测深数据因自身含有大量粗差数据，且鉴于水上无法进行相同海况条件的重复测量，由此得到的安装偏差校准可靠性更低。最终，对于直接忽略该安装偏差的结果，严重降低了设备原本可以获得更高精度的可能。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种AHRS安装偏角测量方法，其目的是解决现有技术无法有效验证AHRS安装偏角结果准确性的问题。

本发明所述的AHRS安装偏角测量方法，包括如下步骤：

S1：利用测量单元测量载体上的至少三个特征点在地理参考系下的位置，以及利用误差分配原则得到载体参考平面的方程；

S2：利用测量单元测量载体上与载体艏向有明确关系的点A和点F在地理参考系下的位置，得到载体艏向值h_V，并由转换关系得到载体艏向在载体参考平面XOY上投影的方向向量

S3：将AHRS中的安装偏差均设置为0，记录规定时间内AHRS的艏向输出值，并计算其平均值减去载体艏向值h_V，由此得到AHRS的艏向安装偏差Δh；

S4：AHRS中输入S3步骤得到的Δh，此后开始记录规定时间AHRS输出的纵摇值，得到纵摇值的平均值在S4步骤之前根据向量得到该向量与地理参考平面的夹角p，得到和p的差值Δp，由此得到AHRS在载体上的纵摇安装偏差Δp；

S5：在AHRS中输入S4步骤得到的Δp，此后开始记录规定时间AHRS输出的横摇值，得到横摇的平均值在S5步骤之前根据载体参考平面方程和向量得到载体参考面上与向量垂直的向量得到向量与地理参考平面的夹角r，得到和r的差值Δr，由此得到AHRS在载体上的横摇安装偏差Δr。

优选地，所述S1步骤中，特征点位于参考面上、参考面四周或者载体上，通过测量距离与角度的形式计算得到，或者利用测量单元直接观测得出。

优选地，所述S1步骤中，所选的所有特征点的投影点在载体参考平面上不能共线。

优选地，所述S1步骤中，多次测量特征点，根据需要对粗差观测值进行剔除计算。

优选地，所述S2步骤中，测量单元测量与载体艏向有明确关系的两观测点，上述两观测点位于载体艏向上。