[发明专利]一种寻北仪用全方位快速定向及力矩补偿方法

摘要

本发明属于惯性寻北定向测量技术领域，具体涉及一种通过寻北仪用陀螺定向补偿算法，提高寻北定向测量精度的寻北仪用全方位快速定向及力矩补偿方法。本发明包括：磁罗盘快速低精度定向；±1°双位置定向；三位置补偿导电游丝干扰力矩。本发明为解决上述寻北仪器的多种应用的需求，在不改变主体仪器及硬件的前提下，提出并设计了双位置快速定向并补偿导游丝干扰力矩的算法，以实现提高定向系统精度，满足快速相应的需求。

主权项

一种寻北仪用全方位快速定向及力矩补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)磁罗盘快速低精度定向通过磁罗盘标定陀螺马达轴与北向的夹角，陀螺使用精度达到0.5°，将陀螺安装在系统中在10s内给出陀螺电机轴与北向的夹角，快速给出粗定位的北向；(2)±1°双位置定向在磁罗盘粗定位的基础上，对寻北仪进行小范围±1°旋转，获得两个测量位置，位置1和位置2，通过两次测量力矩器定子、转子中的力平衡反馈电流值，计算测得的常值力矩值，进而计算陀螺电机轴与北向的夹角；(3)三位置补偿导电游丝干扰力矩定向系统初始位置为北向，当其旋转α角度，到达位置2，定向由初始位置旋转‑α角度，到达位置3，式中：MK为测量的控制力矩；HG为自转角动量，其单位为Kg·m2/s千；ωie为地球自转角速度，其值为72.9211×10‑6rad/s；为当地地理纬度；α为陀螺轴与北向之间夹角；M2常值力矩，M3常值力矩为旋转位置2与位置3的常值力矩；寻北仪的常值力矩为：其中：M1常值力矩为旋转位置1的常值力矩；由于干扰力矩的存在，M2常值力矩＝M常值力矩+ΔM，M3常值力矩＝M常值力矩‑ΔM，干扰力矩为：ΔM＝M3常值力矩‑M2常值力矩，得到补偿定向角度为：Δα即是对导游丝干扰力矩的补偿。