[发明专利]一种动基座旋转加速度计重力梯度仪误差增益系数标定方法

摘要

本发明公开一种动基座旋转加速度计重力梯度仪误差增益系数标定方法，它通过对重力梯度仪施加不同大小、不同方向、不同频率的加速度，分离重力梯度仪的各项误差，标定各误差增益系数。该标定方法能够标定由重力梯度仪内部加速度计安装失准、加速度计标度系数不匹配、电路不匹配等造成的误差增益系数。该标定方法，操作简单易实施。

主权项

1.一种动基座旋转加速度计重力梯度仪误差增益系数标定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)根据下述方式，分别标定重力梯度仪的误差增益系数；标定加速度计安装误差第一系数kin/cs及重力梯度仪标度系数kggi：标定时，保持重力梯度仪静止，对重力梯度仪施加不同的检测质量，对重力梯度仪产生不同的万有引力梯度激励，记录每个检测质量对重力梯度仪的激励及重力梯度仪第1、2通道的输出，总共使用N1个检测质量对重力梯度仪进行激励，记录N1组数据，N1必须大于或等于2，将数据代入下式，计算kin/cs和kggi：式中T₁(1)，T₂(1)分别表示第1个检测质量对重力梯度仪的第1通道的激励和第2通道的激励，G_in(1)，G_cs(1)分别表示第1个检测质量作用下重力梯度仪第1通道的输出和第2通道的输出，T₁(2)，T₂(2)分别表示第2个检测质量对重力梯度仪的第1通道的激励和第2通道的激励，G_in(2)，G_cs(2)分别表示第2个检测质量作用下重力梯度仪第1通道的输出和第2通道的输出，T₁(N₁)，T₂(N₁)分别表示第N₁个检测质量对重力梯度仪的第1通道的激励和第2通道的激励，G_in(N₁)，G_cs(N₁)分别表示第N₁个检测质量作用下重力梯度仪第1通道的输出和第2通道的输出；表示左逆；标定加速度计安装误差第二系数标定时，重力梯度仪的z轴方向施加2倍频加速度，也就是使a_z＝a_z2Ωsin2Ωt，并记录该加速度作用下重力梯度仪第1通道的输出，用a_z2Ω(1)表示第1次施加的2倍频加速度的幅值，G_in(1)表示该加速度作用下重力梯度仪第1通道的输出，a_z2Ω(2)表示第2次施加的2倍频加速度的幅值，G_in(2)表示该加速度作用下重力梯度仪第1通道的输出，将记录的2组实验数据代入下式计算标定加速度计二阶非线性第一系数和加速度计二阶非线性第二系数标定时，对重力梯度仪的x、y方向同时施加常值加速度，记录重力梯度仪第1通道的输出和第2通道的输出，总共施加N₂次不同的常值加速度，记录N2组实验数据，N₂必须大于或等于2，将实验数据代入下式计算和式中，a_xcon(1)，a_ycon(1)分别表示重力梯度仪x方向第1次施加的常值加速度和y方向第1次施加的常值加速度，G_in(1)，G_cs(1)分别表示在这两个加速度共同作用下重力梯度仪第1通道的输出和第2通道的输出，a_xcon(2)，a_ycon(2)分别表示重力梯度仪x方向第2次施加的常值加速度和y方向第2次施加的常值加速度，G_in(2)，G_cs(2)分别表示在这两个加速度共同作用下重力梯度仪第1通道的输出和第2通道的输出，a_xcon(N₂)，a_ycon(N₂)分别表示重力梯度仪x方向第N₂次施加的常值加速度和y方向第N₂次施加的常值加速度，G_in(N₂)，G_cs(N₂)分别表示在这两个加速度共同作用下重力梯度仪第1通道的输出和第2通道的输出，表示左逆；标定加速度计二阶非线性误差第三系数标定时，重力梯度仪z轴方向施加1倍频加速度，也就是使a_z＝a_z1ΩsinΩt，并记录该加速度作用下重力梯度仪第2通道的输出，a_z1Ω(1)表示重力梯度仪z轴方向第1次施加的1倍频加速度幅值，G_cs(1)表示该加速度作用下重力梯度仪的第2通道的输出，a_z1Ω(2)表示重力梯度仪z轴方向第2次施加的1倍频加速度幅值，G_cs(2)表示该情况下重力梯度仪第2通道的输出，将记录的2组实验数据代入下式计算标定加速度计二阶非线性误差第四系数和加速度计二阶非线性误差第五系数标定时，重力梯度仪的y轴方向施加常值加速度，也就是a_y＝a_ycon，同时在重力梯度仪的z轴方向施加3倍频加速度，记录这两个加速度共同作用下重力梯度仪第1通道的输出和第2通道的输出，仅改变重力梯度仪z轴方向施加的3倍频加速度的幅值，保持重力梯度仪y轴方向施加的常值加速度不变，记录这两个加速度共同作用下重力梯度仪第1通道的输出和第2通道的输出，记录得到2组数据，并代入下式计算式中，aycon表示重力梯度仪y轴方向的施加的常值加速度；az3Ω(1)表示重力梯度仪z轴方向第1次施加的3倍频正弦加速度的幅值，Gin(1)，Gcs(1)分别表示在这两个加速度共同作用下重力梯度仪第1通道的输出和第2通道的输出，az3Ω(2)表示重力梯度仪z轴方向第2次施加的3倍频正弦加速度的幅值，Gin(2)，Gcs(2)分别表示在这两个加速度共同作用下重力梯度仪第1通道的输出和第2通道的输出。标定加速度计二阶非线性误差与加速度计安装误差的耦合第一系数加速度计二阶非线性误差与加速度计安装误差的耦合第二系数标定时，重力梯度仪的y轴方向施加3倍频加速度，也就是使a_y＝a_y3Ωsin3Ωt，记录重力梯度仪第1通道的输出和第2通道的输出，总共施加2次加速度，记录2组实验数据，a_y3Ω(1)表示重力梯度仪的y轴方向第1次施加的3倍频正弦加速度的幅值，G_in(1)，G_cs(1)分别表示该加速度作用下重力梯度仪第1通道的输出和第2通道的输出，a_y3Ω(2)表示重力梯度仪的y轴方向第2次施加的3倍频正弦加速度的幅值，G_in(2)，G_cs(2)分别表示该加速度作用下重力梯度仪第1通道的输出和第2通道的输出，将记录的2组实验数据代入下式计算(2)在步骤(1)的基础上，按照如下方式标定加速度计二阶非线性误差第六系数标定时，重力梯度仪的y轴方向施加1倍频加速度，也就是使a_y＝a_y1ΩsinΩ_t，记录重力梯度仪第2通道的输出，总共施加2次加速度，记录2组实验数据，a_y1Ω(1)表示重力梯度仪的y轴方向第1次施加的1倍频正弦加速度的幅值，G_cs(1)表示该加速度作用下重力梯度仪第2通道的输出，a_y1Ω(2)表示重力梯度仪的y轴方向第2次施加的1倍频正弦加速度的幅值，G_cs(2)表示该加速度作用下重力梯度仪第2通道的输出，将记录的2组实验数据代入下式计算式中是步骤(1)中标定的值，是步骤(1)中标定的值。