[发明专利]具有寿命延长的高性能传感器的系统

说明书

本发明题为“具有寿命延长的高性能传感器的系统”。本发明公开了一种系统，该系统包括用于提供准确的测量结果的高性能传感器和不太准确的至少一个相异传感器。该至少一个相异传感器为与该高性能传感器不同类型的传感器，同时提供与该高性能传感器相同类型的测量结果。该至少一个相异传感器具有比该高性能传感器更长的预期寿命。至少一个控制器被配置为在该系统启动时启动该高性能传感器和该至少一个相异传感器，以在选定的时间段之后关闭该高性能传感器，以及在该高性能传感器打开时基于该高性能传感器的测量结果输出测量数据以及当该高性能传感器关闭时基于该至少一个相异传感器输出该测量数据。

背景技术

陀螺仪可用作导航辅助。陀螺仪测量取向和角速度。在飞机应用中，这些测量结果提供了用于在飞机横越通过其行进路径时安全操作飞机的重要信息。存在用于飞机导航的若干不同类型的陀螺仪。两种示例性类型包括环形激光陀螺仪(RLG)和微机电系统(MEMS)陀螺仪。RLG具有优异的运行间稳定性，但其预期寿命小于飞机的预期寿命。其他类型的传感器(诸如MEMS陀螺仪)具有良好的角随机游走(ARW)和良好的运行中偏置稳定性，但运行间稳定性较差。ARW是由于噪声而随时间积聚的速度误差。运行中偏置稳定性是在指定采样时间和平均时间间隔内计算的偏置的随机变化的量度。运行间(或打开间)稳定性是在至少由打开、关闭、时间变化和温度变化的影响引起的校准和内部补偿之后发生的残留输出误差。因此，目前无法通过任一技术类型来制造合适的寿命非常长的自对准陀螺仪系统。

发明内容

以下发明内容是以举例的方式而不是限制的方式作出的。提供发明内容的目的仅仅是有助于读者理解所述主题的一些方面。实施方案提供一种系统，该系统在系统操作期间在选定的时间选择性地结合有高性能传感器和至少一个相异传感器以延长高性能传感器的寿命。

在一个实施方案中，提供一种系统，该系统包括高性能传感器、至少一个相异传感器和至少一个控制器。该高性能传感器用于提供准确的测量结果。该至少一个相异传感器为与该高性能传感器不同类型的传感器，同时提供与该高性能传感器相同类型的测量结果。该至少一个相异传感器不如高性能传感器准确，并且具有比高性能传感器更长的预期寿命。该至少一个控制器与高性能传感器和至少一个相异传感器通信。该至少一个控制器被配置为在系统启动时起动高性能传感器和至少一个相异传感器。该至少一个控制器还被配置为在选定的时间段之后关闭高性能传感器。该至少一个控制器还被配置为在高性能传感器打开时基于高性能传感器的测量结果输出测量数据，以及当高性能传感器关闭时基于至少一个相异传感器输出测量数据。

在另一个示例性实施方案中，提供另一种陀螺仪系统，该陀螺仪系统包括用于提供速率/角度测量结果的环形激光陀螺仪(RLG)、多个相异传感器和至少一个控制器。每个相异传感器为也提供速率/角度测量结果的与RLG不同类型的传感器。该至少一个控制器与RLG和多个相异传感器通信。该至少一个控制器被配置为在陀螺仪系统启动时起动RLG和多个相异传感器。该至少一个控制器还被配置为在选定的时间段之后关闭RLG。该至少一个控制器还被配置为在RLG打开时基于RLG输出速率/角度测量结果，以及当RLG关闭时基于多个相异传感器输出速率/范围数据。该至少一个控制器还被配置为当RLG打开时确定RLG的输出和多个相异传感器之间的偏置误差，以及当RLG关闭时基于所确定的偏置误差校准来自多个相异传感器的速率/范围数据。

在又一实施方案中，提供一种操作陀螺仪系统的方法。该方法包括打开环形激光陀螺仪(RLG)和至少一个相异传感器，每个相异传感器为也提供速率/角度测量结果的与RLG不同类型的传感器；当RLG打开时使用RLG的速率/角度测量结果；确定与至少一个相异传感器的速率/角度测量结果相关联的偏置误差；将基于偏置误差的校准信息存储在存储器中；关闭RLG；以及基于所存储的校准信息来校准来自至少一个相异传感器的速率/角度测量结果。

附图说明

当根据具体实施方式和如下附图考虑时，实施方案可以更容易地理解并且实施方案的进一步的优点和用途将更为显而易见，在附图中：

图1是根据一个示例性实施方案的陀螺仪系统的框图；