[发明专利]一种基于自准直跟踪的动基座姿态校准方法

权利要求书

1.一种基于自准直跟踪的动基座姿态校准方法，其特征在于：步骤如下：

(1)将惯导系统安装在三轴摇摆台的内框台面上，调整安装位置，使其X轴、Y轴、Z轴与三轴摇摆台的内框轴、中框轴和外框轴对齐，从而使三轴摇摆台的外框转动激励惯导系统的航向角变化，中框转动激励惯导系统的俯仰角变化，内框转动激励惯导系统的横滚角变化；

(2)调整动态自准直跟踪测量仪的底座，使其工作于调平状态；手动或自动操作，使动态自准直跟踪测量仪的目镜首先与北向基准镜自准直，记录下此时动态自准直跟踪测量仪的输出值；然后旋转动态自准直跟踪测量仪，使其与惯导系统方位基准镜自准直，再次记录下动态自准直跟踪测量仪的输出值，此时将北向基准镜的大地方位角引入到惯导系统方位基准镜上；

(3)当三轴摇摆台摇摆时，动态自准直跟踪测量仪对惯导系统进行跟踪测量；同步采集动态自准直跟踪测量仪的俯仰角和方位角，惯导系统的俯仰角、横滚角和航向角；将动态自准直跟踪测量仪通过引入标准大地方位角和同步采样合成后的方位角作为方位标准值，将惯导系统同步时刻测量出的航向角作为被测值，两者的差值即为航向姿态误差；将动态自准直跟踪测量仪同步采样后的俯仰角与视准轴处于水平时角度的差作为水平角度标准值，将惯导系统同步时刻测量出的俯仰角和横滚角作为被测值，两者的差即为水平姿态误差。

2.根据权利要求1所述的基于自准直跟踪的动基座姿态校准方法，其特征在于：所述的步骤(1)中X轴、Y轴、Z轴为北东地坐标系。

3.根据权利要求1所述的基于自准直跟踪的动基座姿态校准方法，其特征在于：该方法在实验室条件下进行。

4.根据权利要求1所述的基于自准直跟踪的动基座姿态校准方法，其特征在于：所述的航向姿态误差如公式(1)所示：

δ_z＝A_t-α′＝A_t-(A₀+α₁-360) (1)

式中：

δ_z——航向姿态误差；

A_t——惯导系统测量输出的航向姿态角；

α′——动态自准直跟踪测量仪合成的方位标准角；

A₀——北向基准镜方位角；

α₁——动态自准直跟踪测量仪测得的自北向基准镜至惯导基准镜法线的方位角，其中包含动态测量值Δα₁。

5.根据权利要求1所述的基于自准直跟踪的动基座姿态校准方法，其特征在于：所述的水平姿态误差如公式(2)所示：

δ_x＝X₁-X₀ δ_Y＝Y₁-Y₀ (2)

式中：

δ_x——俯仰姿态误差；

δ_y——横滚姿态误差；

X₁——惯导系统测量输出的俯仰姿态角；

Y₁——惯导系统测量输出的横滚姿态角；

X₀、Y₀——动态自准直跟踪测量仪俯仰角与视准轴处于水平时角度的差，其中包含动态测量值ΔX₀、ΔY₀。

6.根据权利要求1所述的基于自准直跟踪的动基座姿态校准方法，其特征在于：静态试验时，三轴摇摆台锁零，惯导系统上电，进入6小时的初始对准状态；初始对准结束后，三轴摇摆台按照静态试验工况进行转位，转到固定角度位置停止，静止稳定后开始同步采集动态自准直跟踪测量仪的俯仰、方位角和惯导系统的三轴姿态角，采集时间为1分钟，采样结束后三轴摇摆台转向下一固定位置，动态自准直跟踪测量仪挪动测量位置，并重新引入大地方位角后进行同步采集，共需转到6个位置进行采集，全部位置采集完毕后断电，等待5分钟，进行下一次测量；重复上次测试过程6次，计算误差值，作为静态条件下惯导系统的姿态精度值。

7.根据权利要求1所述的基于自准直跟踪的动基座姿态校准方法，其特征在于：动态试验时，启动三轴摇摆台，模拟惯导系统实际工作时的摇摆工况，激励惯导系统在摇摆状态下产生姿态误差；惯导系统在三轴摇摆台启动时上电，在进行6个小时的初始对准后进入导航状态；数据采集系统每1秒钟产生一次同步信号，同时记录动态自准直跟踪测量仪的俯仰、方位角和惯导系统的三轴姿态角；惯导系统输出的三轴姿态角作为被测值，动态自准直跟踪测量仪采集到的经过合成计算后的俯仰角和方位角作为标准值，被测值和标准值之差即为惯导系统的姿态测量误差；在摇摆状态下，共采集6小时数据作为统计样本，断电，等待5分钟，进行下一次测量；重复上次测试过程6次，计算误差值，作为动态条件下惯导系统的姿态精度值。