[发明专利]一种高精度惯导标度因数误差计算方法

说明书

本发明涉及惯性导航系统应用技术领域，具体提出了一种高精度惯导标度因数误差计算方法，包括如下步骤：将捷联惯导壳体与高精度惯导壳体固联，同时寻北；以外部时钟为统一时间基准，将同步信号同时发送给捷联惯导和高精度惯导，两者在收到同步信号时输出各自同步姿态信息；对高精度惯导内框、中框和外框的连续旋转激励，高精度惯导误差为转动后时间的捷联惯导与高精度惯导的同步姿态差值减去转动前时间的捷联惯导与高精度惯导的同步姿态差值；将高精度惯导误差除以相应的转动角度得到高精度惯导标度因数误差。经过内框、中框和外框旋转角解耦和轴角误差的补偿后，将台体坐标系转换至载体坐标系，实现旋转式光学惯导系统姿态的高精度解耦输出。

技术领域

本发明涉及惯性导航系统应用技术领域，具体提出了一种高精度惯导标度因数误差计算方法。

背景技术

陀螺的精度是影响惯性导航系统精度的主要因素，尤其是超高精度旋转式惯性导航系统，对于惯性器件参数的精准性要求更高。三轴旋转调制式光学陀螺惯导在旋转调制过程中，采用地理导航坐标系旋转调制时，陀螺标度因数误差与地球自转角运动耦合引起的定位误差是影响系统极限定位误差主要误差源，一般可以通过自标定对陀螺标定因数进行估计和补偿，由于模型和计算的影响，一般标度因数经过补偿后也会有残差，采用三轴惯性空间坐标系旋转调制抑制标度因数误差的影响，但存在在极区或者大摇摆情况下框架锁定的问题。由此可知，需要精确估计标度因数残差并予以补偿。

发明内容

本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种利用捷联惯导姿态信息监控高精度惯导标度因数误差的方法，利用捷联惯导短期姿态的高精度保持功能，实现对高精度旋转式惯导标度因数的监控和补偿，提升高精度惯导导航精度水平。

本发明提供一种高精度惯导标度因数误差计算方法，高精度惯导包括壳体，外框，中框及内框，包括如下步骤：

S1.将捷联惯导壳体与高精度惯导壳体固联，并使两者的空间位置不变，同时开机进行对准寻北，寻北结束后，将捷联惯导及高精度惯导的台体稳定在地理坐标系中；

S2.以外部时钟为统一时间基准，将同步信号同时发送给捷联惯导和高精度惯导，两者在收到同步信号时输出各自同步姿态信息；

S3.对步骤S2中的高精度惯导内框、中框和外框的连续旋转激励，记录转动前时间的捷联惯导与高精度惯导的同步姿态差值，及转动后时间的捷联惯导与高精度惯导的同步姿态差值，其中高精度惯导误差为转动后时间的捷联惯导与高精度惯导的同步姿态差值减去转动前时间的捷联惯导与高精度惯导的同步姿态差值；

S4.将步骤S3得到的高精度惯导误差除以相应的转动角度得到高精度惯导标度因数误差。

根据本发明提供的步骤S1中捷联惯导与高精度惯导同时开机进行对准寻北在静止的实验室坐标系或运动的地理坐标系。

根据本发明提供的步骤S2、步骤S3、步骤S4在运动的地理坐标系。

根据本发明提供的步骤S3中连续旋转为正反连续旋转。

根据本发明提供的正反连续旋转方法为：转动角速率设置为6°/s，控制高精度惯导外框轴正转10圈，停止60s，反转10圈，停止60s，控制高精度惯导中框轴正转10圈，停止60s，反转10圈，停止60s，控制高精度惯导内框轴正转10圈，停止60s，反转10圈，停止60s。

根据本发明提供的步骤S3中高精度惯导误差包括高精度惯导横摇误差，高精度惯导纵摇误差及高精度惯导航向误差。

根据本发明提供的步骤S3中，捷联惯导输出的横摇同步姿态记为，捷联惯导输出的纵摇同步姿态记为，捷联惯导输出的航向同步姿态记为，高精度惯导输出的横摇同步姿态记为，高精度惯导输出的纵摇同步姿态记为，高精度惯导输出的航向同步姿态记为，高精度惯导横摇、纵摇和航向误差为