[发明专利]一种基于重力矢量测量的惯性平台摇摆动态精度测试方法

说明书

一种基于重力矢量测量的惯性平台摇摆动态精度测试方法，通过石英加速度计测量重力矢量，以重力矢量在台体上的投影角来反映平台台体的姿态变化；摇摆过程中，惯性平台台体稳定在惯性空间，通过摇摆过程中水平方向石英加速度计比力输出解算惯性平台水平方向的漂移，同时根据测量方法误差及石英加速度计输出特性设计取值窗口，通过计算惯性平台动静差得到惯性平台摇摆动态精度。在一种惯性平台台体姿态下只能测量惯性平台水平两个方向，方位轴的漂移无法观测，因此通过位置摇摆台实现惯性平台基座转位，依次设计惯性平台竖直状态和惯性平台水平状态的摇摆模式，解决方位轴的观测问题，排除多种非产品因素引起的误差，对惯性平台的摇摆性能评价准确高效。

技术领域

本发明涉及一种基于重力矢量测量的惯性平台摇摆动态精度测试方法，属于惯性平台系统测试方法技术领域。

背景技术

惯性平台是测量载体姿态信息和视加速度的一种稳定平台系统，由陀螺仪、平台台体、框架系统和稳定回路组成。安装在台体上的陀螺仪敏感台体相对惯性空间的角速度，并通过稳定回路进行控制，使平台台体在惯性空间中保持稳定。平台基座作周期性角运动时，平台台体的角位置将含有动态误差，摇摆测试的目的是评估平台系统在三轴摇摆的角动态条件下，平台系统的稳定控制性能。只有采用的摇摆评估方法尽可能排除非产品因素引起的误差影响，才能更加准确、稳定与高效地评估惯性平台的动态性能。

当前惯性平台采用的摇摆动态精度测试方法，以速率摇摆台为角动态激励设备，以平台轴端的框架角为观测量进行摇摆漂移的测量计算。该方法基于框架角小角度漂移曲线线性的特点，框架角的漂移即近似表征惯性平台系统的漂移。当前摇摆漂移测试方法的摇摆超差比例很高，特别是对于方位锁定轴。摇摆时平台工作为随动模式，方位轴采用框架锁定模式，水平两轴采用调平模式，平台基座与摇摆台直接固连。由于摇摆台存在回零误差，试验时水平轴可以通过调平时的初始零位补偿降低超差，但随动轴采用框架角锁零模式，无法识别摇摆台回零误差大小，因此锁定轴超差比例较高。

此外，摇摆试验中人工拔插定位销会引起框架角曲线变化不一致，计算时不能固定化窗口取值，进一步增大了其方法误差影响。当前10分钟摇摆测试时间中，该方法误差对摇摆漂移结果的影响最大会超过0.01°/h。因此，当前惯性平台摇摆评估方法受非产品因素的误差影响明显，并在本质上无法解决方位锁定轴的补偿问题。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有评估方法的方法误差大、易受非产品因素影响等不足之处，提出一种基于重力矢量测量的惯性平台摇摆动态精度测试方法，解决惯性平台系统摇摆动态精度长期超差的问题。

本发明的技术解决方案：

一种基于重力矢量测量的惯性平台摇摆动态精度测试方法，包括以下步骤：

(1)设置摇摆试验环境；

(2)进行惯性平台竖直状态下的摇摆试验；

(3)进行惯性平台水平状态下的摇摆试验；

(4)计算惯性平台空间稳定状态的重力矢量输出；

(5)基于重力矢量输出对惯性平台进行姿态解算；

(6)通过固定窗口取值的方式计算惯性平台的摇摆漂移率。

进一步的，所述设置摇摆试验环境，具体为：选择位置摇摆台进行摇摆试验，将惯性平台放置在位置摇摆台上，惯性平台安装好后上电，根据陀螺仪与石英加速度计的精度稳定时间要求，使惯性平台稳定；摇摆台内环、中环和外环按照摇摆试验条件进行设置，摇摆试验条件包括：设置三个环按同一频率、同一幅度的正弦波形摇摆，相邻二轴间的相位差相同。

进一步的，频率值设置为1Hz，幅度设置为6±0.5°，相邻二轴间的相位差不大于45°。