[发明专利]一种基于单轴转台的惯组现场标定方法

说明书

本发明涉及一种基于单轴转台的惯组现场标定方法，其技术特点是：建立单轴转台模型，并根据单轴转台的框架结构建立如下坐标系：当地地平坐标系、转台转轴坐标系、转台平面坐标系、陀螺三轴坐标系和加速度计三轴坐标系；建立陀螺加速度计惯性组件模型；建立方箱坐标系，该方箱坐标系的三个坐标轴相互垂直并且三个轴的方向与陀螺和加速度计的指向平行：将安装有惯组的方箱安装到单轴转台上，然后进行惯组现场标定。本发明设计合理，实现了仅需要一个体积较小的单轴位置转台、六面体方箱就可以实现惯性测量单元的标定功能，同时对转台的安装无调平要求，对标定场地限制小，便于现场安装应用，从而节省了大量时间。

技术领域

本发明属于惯性导航技术领域，涉及惯性器件测试方法，尤其是一种基于单轴转台的惯组现场标定方法。

背景技术

随着导航技术进步与发展，惯性导航作为一个技术分支，对于惯性导航设备的核心元件惯性测量单元的标定已经成为一个非常重要的关键技术。

传统的惯组标定技术通常采用三轴转台进行标定，三轴转台技术比较成熟，但是，用于标定的转台装置体积重量大、实验场地要求比较高、安装调试繁琐、移动性很差，一旦标定设备安装完成，便无法移动。因此，这种标定方法无法满足惯性导航设备试验现场进行紧急标定要求。

如何寻找标定精度高、简单方便而且受标定场地限制小的标定方法是目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目地在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、精度高、使用方便且场地限制小的基于单轴转台的惯组现场标定方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于单轴转台的惯组现场标定方法，包括以下步骤：

步骤1、建立单轴转台模型，并根据单轴转台的框架结构建立如下坐标系：当地地平坐标系t₀、转台转轴坐标系t₁、转台平面坐标系t₂、陀螺三轴坐标系g和加速度计三轴坐标系a；

步骤2、建立陀螺加速度计惯性组件模型；

步骤3、建立方箱坐标系，方箱坐标系的三个坐标轴相互垂直并且三个轴的方向与陀螺和加速度计的指向平行：

步骤4、将安装有惯组的方箱安装到单轴转台上，然后进行惯组现场标定。

进一步，所述转台转轴坐标系t₁与当地地平坐标系t₀存在的不正交角度θ_x0和θ_y0,以及初始方位误差θ_z0，则当地地平坐标系t₀向转台转轴坐标系t₁转换转换如下：

所述转台转轴坐标系t₁与转台平面坐标系t₂存在不正交角度θ_x1和θ_y1,则转台转轴坐标系t₁向转台平面坐标系t₂转换如下：

进一步，所述陀螺加速度计惯性组件模型中，单只陀螺的器件参数包括标度因数、零位偏置以及敏感轴偏置角度，三只陀螺构成的组件相关的模型参数为12个，分别为：三个陀螺标度因数K_gx，K_gy，K_gz，六个陀螺安装偏角U_gxy，U_gxz，U_gyx，U_gyz，U_gzx，U_gzy和三个陀螺零位B_gx0，B_gy0，B_gz0；陀螺组件的数学模型如下：