[发明专利]一种捷联惯导系统精度自检测方法和装置

说明书

本发明提出一种捷联惯导系统精度自检测方法，包括获取捷联惯导系统的X轴、Y轴和Z轴分别朝上和朝下时的加速度值和角度率值；分别对单个轴向朝上和朝下时的加速度值以及角速率值取平均值，计算三个轴向的加速度计零位值以及陀螺仪零位值；将每个轴向加速度计零位值与对应轴向的系统标定的加速度计零位值相减得到第一差值绝对值；将每个轴向的陀螺仪零位值与对应轴向的系统标定的陀螺仪零位值相减得到第二差值绝对值；若第一差值绝对值大于第一阈值或第二差值绝对值大于第二阈值，则将所述捷联惯导系统标记为需要重新标定。本发明方法可以快速确定捷联惯导系统精度有无丢失，是否需要进行系统级标定。本发明还提出了捷联惯导系统精度自检测装置。

技术领域

本发明涉及导航标定技术领域，尤其涉及一种捷联惯导系统精度自检测方法和装置。

背景技术

捷联惯导系统对于矿井定位有着不可或缺的重要性，可以实时提供矿井设备在行进过程中的速度、位置、姿态与航向信息，但捷联惯导系统的零偏与标度因数会随时间发生变化，因此捷联惯导系统每年需要进行一次标定试验标定系统参数。

现有的惯导精度自检测一般需要其它设备辅助检验，如：转台测试或比测试系统高一量级精度的系统做测试对比。在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：上述方法都需要外部辅助进行检测，在实际矿井中都无法满足，不能实现快速自检测的要求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种无需外部检测设备辅助的捷联惯导系统精度自检测方法和装置。

为达到上述目的，本发明第一方面提出一种捷联惯导系统精度自检测方法，所述捷联惯导系统具有加速度计和陀螺仪，所述方法包括：

获取捷联惯导系统的X轴、Y轴和Z轴分别朝上和朝下时的加速度值和角度率值；

分别对单个轴向朝上和朝下时的加速度值以及角速率值取平均值，计算三个轴向的加速度计零位值以及陀螺仪零位值；

将每个轴向加速度计零位值与对应轴向的系统标定的加速度计零位值相减得到第一差值绝对值；

将每个轴向的陀螺仪零位值与对应轴向的系统标定的陀螺仪零位值相减得到第二差值绝对值；

若第一差值绝对值大于第一阈值或第二差值绝对值大于第二阈值，则将所述捷联惯导系统标记为需要重新标定。

进一步地，所述方法还包括：

所述捷联惯导系统在静止状态下，将实际位置的角度率模值与地球自转角度率相减得到第三差值绝对值；

将实际位置的加速度模值与地球重力加速度值相减得到第四差值绝对值；

若第三差值绝对值大于第三阈值或第四差值绝对值大于第四阈值，则将所述捷联惯导系统标记为需要重新标定。

进一步地，所述方法还包括：

所述捷联惯导系统在静止状态下，利用实际位置的角度率模值计算角度率的相对误差；

所述捷联惯导系统在静止状态下，利用实际位置的的加速度模值计算加速度的相对误差；

若角度率的相对误差大于第五阈值或加速度的相对误差大于第六阈值，则将所述捷联惯导系统标记为需要重新标定。

进一步地，所述角度率模值的计算方法如下：

假设所述捷联惯导系统初始摆放时，X轴、Y轴与Z轴分别与导航坐标系n东北天方向重合，b为载体坐标系，则陀螺仪的原始输出表示为：

式中，Lat为所述捷联惯导系统所在地纬度值，ω_ie是地球自转角速率；