[发明专利]基于三轴转台的激光陀螺惯导系统g敏感性误差标定方法

说明书

本发明涉及惯性导航技术领域，具体涉及到一种基于三轴转台的激光陀螺惯导系统g敏感性误差标定方法，适用于应用激光陀螺的捷联惯导系统和旋转式惯导系统的误差自标定场合。本发明基于g敏感性误差的等效安装误差模型，通过三轴转台的旋转，使激光陀螺惯导系统三个敏感轴X、Y、Z轴均产生角速度与加速度，通过旋转进行自标定得到激光陀螺惯导的g敏感性误差参量，标定精度优于振动台标定法。

技术领域

本发明涉及惯性导航技术领域，具体涉及到一种基于三轴转台的激光陀螺惯导系统加速度敏感性(g敏感性)误差标定方法，适用于应用激光陀螺的捷联惯导系统和旋转式惯导系统的误差自标定场合。

背景技术

随着惯性导航技术的发展，高精度的二频机抖激光陀螺被广泛应用于高精度捷联惯导系统、旋转式惯导系统。激光陀螺惯导系统中，为了克服闭锁效应，抖动机构(抖轮)周期性地驱动激光陀螺光学腔体沿其抖动轴做角振动。理想情况下，激光陀螺光学腔体的安装基座与抖动轴相对位置固定。但是当激光陀螺惯导系统处于力学环境时，因为激光陀螺中抖动轴的侧向刚度有限，在侧向加速度的作用下抖动轴将发生形变。由此导致激光陀螺的光学腔体产生侧向倾斜，造成激光陀螺惯导系统产生g敏感性偏角，由此导致g敏感性误差。在旋转调制激光陀螺惯导系统工作过程中，由于旋转造成的侧向加速度将激励g敏感性误差并严重影响导航精度。因此需要对g敏感性误差进行标定，以提高导航精度。

在之前的研究中，g敏感性误差常被忽略或通过对二频机抖激光陀螺的机械结构进行优化以进行误差的抑制。文献1(Xudong,Yu,Wang Zichao,Fan Huiying,Wei Guo,andWang Lin.Suppression of the G-sensitive drift of laser gyro in dual-axisrotational inertial navigation system.Journal of Systems Engineering andElectronics 32,no.4(2021):822-830.)提出了一种基于结构优化的g敏感性误差抑制方法，利用此方法的双轴旋转惯导系统在长时间导航时精度可以提升50％。虽然结构优化可以抑制g敏感性误差，但由于敏感轴侧向刚度是有限的，因此仍然存在一定的g敏感性误差待标定和抑制；文献2(王林.航海多惯导协同定位与误差参数估计[D].国防科技大学,2018.DOI:10.27052/d.cnki.gzjgu.2018.000082.)第五章提出了一种利用振动台标定g敏感性误差的方法，经过此方法标定g敏感性误差及补偿后，惯导系统纯惯性导航精度提升30％以上。利用振动台可以标定g敏感性误差，但是高频线性振动会导致将其它误差引入陀螺。

发明内容

考虑到g敏感性误差对力学环境下的激光陀螺惯导系统精度影响较大，本发明提出一种基于三轴转台的激光陀螺惯导系统g敏感性误差标定方法，基于g敏感性误差的等效安装误差模型，通过三轴转台的旋转，使激光陀螺惯导系统三个敏感轴X、Y、Z轴均产生角速度与加速度，通过旋转进行自标定得到激光陀螺惯导的g敏感性误差参量，标定精度优于振动台标定法；

本发明采用的技术方案为，一种基于三轴转台的激光陀螺惯导系统g敏感性误差标定方法，分为以下步骤：

S1：将激光陀螺惯导系统安装在带恒温箱的三轴转台上，将激光陀螺惯导系统上电，设定恒定温度，预热使激光陀螺惯导系统达到热平衡状态；

在此说明三轴转台轴向与激光陀螺惯导系统X、Y、Z三轴的轴向的几何位置对应关系：三轴转台在零位时，惯导与转台中轴轴向平行的轴为惯导的Y轴；与转台内轴轴向平行的轴为惯导的Z轴，此时转台外轴轴向也与惯导Z轴平行；由右手坐标系可以得出与Y和Z轴正交的X轴。

S2：利用传统标定方法对激光陀螺惯导系统的常值漂移、标度因数误差、安装误差和温度误差进行标定并反馈补偿给激光陀螺惯导系统的输出(参见中国发明专利：一种激光陀螺惯导系统的系统级温度误差补偿方法，ZL 202110304853.4)；