[发明专利]一种五轴冗余配置十表光纤惯组的标定方法和系统

摘要

本发明公开了一种五轴冗余配置十表光纤惯组的标定方法和系统，其中，所述方法包括：根据设定速率测试项目，调整转台，分别令惯组绕X、Y、Z轴匀速正转反转，进行数据采集，得到第一采集数据；根据第一采集数据解算得到陀螺的标度因数、安装误差、标度因数线性度和标度因数正负不对称性；根据设定位置测试项目，调整转台，分别令惯组的X、Y、Z轴指向十二个位置，进行数据采集，得到第二采集数据；根据第二采集数据解算得到陀螺的零偏，以及，加速度计的零偏、安装误差、标度因数和标度因数正负不对称性。通过本发明解决了五轴冗余配置十表光纤惯组标定模型复杂、标定精度高、且标定参数多的问题。 1

主权项

1.一种五轴冗余配置十表光纤惯组的标定方法，其特征在于，包括：

根据设定速率测试项目，调整转台，分别令惯组绕X、Y、Z轴匀速正转反转，进行数据采集，得到第一采集数据；根据所述第一采集数据解算得到陀螺的标度因数、安装误差、标度因数线性度和标度因数正负不对称性；

根据设定位置测试项目，调整转台，分别令惯组的X、Y、Z轴指向天东北、天西南、地北东、地南西、南天西、北天东、西地南、东地北、北西天、南东天、东南地和西北地，进行数据采集，得到第二采集数据；根据所述第二采集数据解算得到陀螺的零偏，以及，加速度计的零偏、安装误差、标度因数和标度因数正负不对称性。

2.根据权利要求1所述的五轴冗余配置十表光纤惯组的标定方法，其特征在于，所述设定速率测试项目，包括：

惯组绕X轴以5°/s匀速正转；惯组绕X轴以5°/s匀速反转；惯组绕X轴以10°/s匀速正转；惯组绕X轴以10°/s匀速反转；惯组绕X轴以30°/s匀速正转；惯组绕X轴以30°/s匀速反转；惯组绕X轴以60°/s匀速正转；惯组绕X轴以60°/s匀速反转；

惯组绕Y轴以5°/s匀速正转；惯组绕Y轴以5°/s匀速反转；惯组绕Y轴以10°/s匀速正转；惯组绕Y轴以10°/s匀速反转；惯组绕Y轴以30°/s匀速正转；惯组绕Y轴以30°/s匀速反转；惯组绕Y轴以60°/s匀速正转；惯组绕Y轴以60°/s匀速反转；

惯组绕Z轴以5°/s匀速正转；惯组绕Z轴以5°/s匀速反转；惯组绕Z轴以10°/s匀速正转；惯组绕Z轴以10°/s匀速反转；惯组绕Z轴以30°/s匀速正转；惯组绕Z轴以30°/s匀速反转；惯组绕Z轴以60°/s匀速正转；惯组绕Z轴以60°/s匀速反转。

3.根据权利要求2所述的五轴冗余配置十表光纤惯组的标定方法，其特征在于，在惯组分别绕X、Y、Z轴匀速正转反转的各过程中，按照第一预设采集时间，进行数据采集，得到所述第一采集数据。

4.根据权利要求3所述的五轴冗余配置十表光纤惯组的标定方法，其特征在于，

当惯组的转动角速率为5°/s时，选择154s作为所述第一预设采集时间；

当惯组的转动角速率为10°/s时，选择118s作为所述第一预设采集时间；

当惯组的转动角速率为30°/s时，选择46s作为所述第一预设采集时间；

当惯组的转动角速率为60°/s时，选择28s作为所述第一预设采集时间。

5.根据权利要求1所述的五轴冗余配置十表光纤惯组的标定方法，其特征在于，在惯组的X、Y、Z轴分别指向天东北、天西南、地北东、地南西、南天西、北天东、西地南、东地北、北西天、南东天、东南地和西北地的各过程中，按照第二预设采集时间，进行数据采集，并取设定时间间隔内的采集数据作为所述第二采集数据。

6.根据权利要求5所述的五轴冗余配置十表光纤惯组的标定方法，其特征在于，第二预设采集时间为：410s；设定时间间隔为：第200s至第400s。

7.根据权利要求1所述的五轴冗余配置十表光纤惯组的标定方法，其特征在于，根据所述第一采集数据解算得到陀螺的标度因数、安装误差、标度因数线性度和标度因数正负不对称性，包括：

将第一采集数据代入陀螺输入输出模型，解算得到陀螺的标度因数、安装误差、标度因数线性度和标度因数正负不对称性。

8.根据权利要求7所述的五轴冗余配置十表光纤惯组的标定方法，其特征在于，根据所述第二采集数据解算得到陀螺的零偏，以及，加速度计的零偏、安装误差、标度因数和标度因数正负不对称性，包括：

将第二采集数据代入陀螺输入输出模型，解算得到陀螺的零偏；

将第二采集数据代入加速度计输入输出模型，解算得到加速度计的零偏、安装误差、标度因数和标度因数正负不对称性。

9.根据权利要求8所述的五轴冗余配置十表光纤惯组的标定方法，其特征在于，

陀螺输入输出模型，为：

其中，ΔN_gx、ΔN_gy、ΔN_gz、ΔN_gs和ΔN_gt分别表示X、Y、Z、S和T轴陀螺的单位时间输出的数字量；k_gx、k_gy、k_gz、k_gs和k_gt分别表示X、Y、Z、S和T轴陀螺的标度因数；D_gx、D_gy、D_gz、D_gs和D_gt分别表示X、Y、Z、S和T轴陀螺的零偏；ω_x、ω_y和ω_z分别表示外施角速率在X、Y和Z轴上的分量；E_gqp表示p轴上的输入对q轴陀螺的耦合，p取X、Y和Z，q取X、Y、Z、S和T；

加速度计输入输出模型，为：

其中，ΔN_ax、ΔN_ay、ΔN_az、ΔN_as和ΔN_at分别表示X、Y、Z、S和T轴加速度计的单位时间输出的脉冲数；k_ax、k_ay、k_az、k_as和k_at分别表示X、Y、Z、S和T轴加速度计的标度因数；D_ax、D_ay、D_az、D_as和D_at分别表示X、Y、Z、S和T轴加速度计的零偏；f_x、f_y和f_z分别表示外施加速度在X、Y和Z轴上的分量；E_aqp表示p轴上的输入对q轴加速度计的耦合。

10.一种五轴冗余配置十表光纤惯组的标定系统，其特征在于，包括：

速率法标定模块，用于根据设定速率测试项目，调整转台，分别令惯组绕X、Y、Z轴匀速正转反转，进行数据采集，得到第一采集数据；根据所述第一采集数据解算得到陀螺的标度因数、安装误差、标度因数线性度和标度因数正负不对称性；

十二位置法标定模块，用于根据设定位置测试项目，调整转台，分别令惯组的X、Y、Z轴指向天东北、天西南、地北东、地南西、南天西、北天东、西地南、东地北、北西天、南东天、东南地和西北地，进行数据采集，得到第二采集数据；根据所述第二采集数据解算得到陀螺的零偏，以及，加速度计的零偏、安装误差、标度因数和标度因数正负不对称性。