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[发明专利]一种谐振陀螺惯导双处理器同步高速软件架构设计方法-CN202311210757.9在审
发明人：边洪瑞;杨松普;张海峰 -专利权人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所
申请日： 2023-09-20 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： G06F15/16 文献下载
摘要：本发明涉及一种谐振陀螺惯导双处理器同步高速软件架构设计方法，该方法利用ZYNQ的处理器0、处理器1作为运行平台，基于谐振陀螺惯导软件实现，谐振陀螺惯导完成信号采集和回路控制任务以及导航解算和接口通讯任务，根据任务的种类和解算的频率特性，采用双处理器架构设计将谐振陀螺惯导软件设计为两个应用程序，分别运行在ZYNQ的处理器0和处理器1上；采用共享内存的方法实现处理器0和处理器1之间信息的高速交互，并将交互的信息设计为含有报文头、报文尾和校验码的报文格式；通过核间中断的方法实现处理器0和处理器1之间信息的同步交互，从而保障谐振陀螺惯导软件的运算量大、频率高的要求，软件架构运行稳定可靠。
一种谐振陀螺惯导双处理器同步高速软件架构设计方法

[发明专利]一种全角模式半球谐振陀螺的标度误差补偿方法-CN202310896806.2有效
发明人：罗巍;贾晨凯;杨松普;边洪瑞;唐明浩 -专利权人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所
申请日： 2023-07-21 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明涉及陀螺技术领域，尤其涉及一种全角模式半球谐振陀螺的标度误差补偿方法，包括如下步骤：将半球谐振陀螺固定在转台上且敏感轴与转台的转轴重合；操作转台正反向以预设角速度匀速转动，录取相应的频率角速度输出信号序列及振型角输出信号序列；计算半球谐振陀螺标度因数序列；计算标度误差补偿系数；将标度误差补偿系数装订到半球谐振陀螺标度因数补偿模块，完成全角模式半球谐振陀螺的标度误差补偿。本发明提供的方法能够拟合并补偿随驻波位置变化的标度误差，提高了全角模式半球谐振陀螺的精度及稳定性。
一种全角模式半球谐振陀螺标度误差补偿方法

[发明专利]一种基于振型主动进动的半球谐振陀螺模态切换方法-CN202310728133.X有效
发明人：贾晨凯;王兴岭;张海峰;贾廷悦;杨松普 -专利权人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所
申请日： 2023-06-20 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G01C19/5776 文献下载
摘要：本发明涉及陀螺技术领域，尤其涉及一种基于振型主动进动的半球谐振陀螺模态切换方法，包括如下流程：陀螺设置四对电极且每对电极间隔45°；Ax轴及Ay轴检测信号分别经缓冲后传输至正交解调模块正交解调后，传输给信号解算模块；信号解算模块进行信号解算，提取被控信号及驻波方位角信号，并将被控信号及驻波方位角信号传输给PID控制模块；PID控制模块产生各控制回路的控制力信号，并将控制力信号分别传输给调制合成模块；调制合成模块将控制力信号转化成稳幅的驱动力信号，分别同时施加给驱动电极。本发明提供的方法能够保证模态切换过程中陀螺输出的连续性，从而保证模态切换过程中陀螺的稳定性。
一种基于主动半球谐振陀螺切换方法

[发明专利]基于模态反转的半球谐振陀螺惯导系统误差自校准方法-CN202310768122.4有效
发明人：贾晨凯;陈刚;唐明浩;杨松普;张海峰 -专利权人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所
申请日： 2023-06-28 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明涉及陀螺技术领域，尤其涉及基于模态反转的半球谐振陀螺惯导系统误差自校准方法，包括如下流程：设置两对三支正交陀螺的惯导系统；进行误差标定时其中一对正常工作，另一对在0°与45°模态切换，数据录取模块同时录取各陀螺的角速度输出数据，并传输给模态切换解算模块；模态切换解算模块计算出陀螺漂移数据传输给误差补偿模块，误差补偿模块再计算出补偿后陀螺输出角速度，并将漂移数据补偿到模态切换状态相应陀螺输出角速度上，完成模态切换状态的陀螺误差自校准；完成自校准的一对恢复正常工作，另一对在0°与45°模态切换，完成误差自校准。本发明提供的方法能够保证陀螺输出的连续性与稳定性。
基于反转半球谐振陀螺系统误差校准方法

[发明专利]一种基于模态反转的半球谐振陀螺漂移误差补偿方法-CN202310730426.1有效
发明人：贾晨凯;杨松普;张海峰;王兴岭;王强 -专利权人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所
申请日： 2023-06-20 - 公布日： 2023-08-18 - 主分类号： G01C19/5776 文献下载
摘要：本发明涉及陀螺技术领域，尤其涉及一种基于模态反转的半球谐振陀螺漂移误差补偿方法，包括如下流程：陀螺在模态与模态之间切换；记录模态和模态，并将和送入模态切换解算模块；计算陀螺漂移信号；重复执行以上步骤，计算出陀螺漂移信号；陀螺回复至模态，求取均值，并传输给误差补偿模块；数据录取模块实时录取正常工作时的陀螺输出，并将其送入误差补偿模块，误差补偿模块将补偿到上，得到补偿后的陀螺输出角速度数据。本发明提供的方法通过对切换前后陀螺输出进行差分来消除常值漂移和常值漂移由于时间、温度变化引起的陀螺误差，保证陀螺精度和稳定性。
一种基于反转半球谐振陀螺漂移误差补偿方法

[发明专利]一种低功耗惯性测量单元姿态估计方法-CN202310040782.0在审
发明人： 杨松普;贾晨凯;张海峰;陈刚 -专利权人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所
申请日： 2023-01-13 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： G01C21/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种低功耗惯性测量单元姿态估计方法，包括以下步骤：步骤1、设置系统工作模式；步骤2、在步骤1设置的系统工作模式下，检测载体运动状态，并根据载体运动状态，自动切换陀螺仪的工作状态；步骤3、建立卡尔曼滤波器模型，基于步骤1设置的系统工作模式和步骤2得到的陀螺仪工作状态，得到不同时刻的滤波器的状态估计值，实现对载体的姿态估计。本发明能够根据用户设置的系统工作模式和载体的运动状态，动态切换惯性测量单元中的陀螺仪的工作状态，应用卡尔曼滤波器进行姿态估计，在保证系统姿态估计精度的同时降低系统功耗。
一种功耗惯性测量单元姿态估计方法

[发明专利]四陀螺仪锥形配置的谐振惯导误差标定方法-CN202211543201.7在审
发明人：赵小明;杨松普;贾晨凯;张海峰;陈刚 -专利权人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所
申请日： 2022-12-03 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： G01C21/16 文献下载
摘要：本发明涉及一种四陀螺仪锥形配置的谐振惯导误差标定方法，步骤为：1、基于陀螺仪敏感轴与惯导系统坐标系b系的转换关系，构建误差补偿模型，确定误差补偿模型中影响谐振惯导系统输出的误差补偿参数；2、对步骤1中的误差补偿参数进行求解，将求解结果代入误差补偿模型，实现对误差补偿模型的求解，包括：2.1将四陀螺仪锥形配置的谐振惯导系统固定安装在三轴转台上，进行旋转，获得谐振惯导系统输出数据；2.2利用2.1步骤中获得的谐振惯导系统的输出数据，结合最小二乘法求解步骤1确定的误差补偿参数；2.3利用步骤2.2获得的误差补偿参数求解误差补偿模型。本发明大大简化了误差补偿过程，提高了误差补偿效率，为谐振惯导实现高精度创造了基础条件。
陀螺仪锥形配置谐振误差标定方法

[发明专利]一种半球谐振陀螺的电极误差建模方法-CN202310165155.X有效
发明人：赵小明;贾晨凯;唐明浩;王兴岭;杨松普 -专利权人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所
申请日： 2023-02-27 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： G01C19/72 文献下载
摘要：本发明涉及陀螺技术领域，尤其涉及一种半球谐振陀螺的电极误差建模方法，包括如下流程：S1：建立半球谐振陀螺理想运动控制方程，S2：建立半球谐振陀螺非理想谐振子误差模型，S3：建立半球谐振陀螺电极及线路误差模型。本发明提供的方法逐步分析了半球谐振陀螺的谐振子误差和电极及控制线路误差对陀螺漂移和标度的影响，为后续陀螺误差补偿技术的应用奠定了基础。
一种半球谐振陀螺电极误差建模方法

[发明专利]一种半球谐振陀螺的误差自校准方法-CN202310172136.X有效
发明人：赵坤;贾晨凯;罗巍;杨松普;陈刚;张海峰 -专利权人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所
申请日： 2023-02-28 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明涉及陀螺技术领域，尤其涉及一种半球谐振陀螺的误差自校准方法，包括如下流程：S1:实时监测陀螺输出的稳幅回路信号及频率回路信号，并将监测值传输给上位机，上位机将收到的信号传输给计算模块；S2:计算模块计算出时刻的、、；S3:重复S2，迭代计算、、，观察（k=0，1，2，..）序列直至收敛；S4:计算模块将收敛的误差值发送给激励模块，激励模块将误差值补偿到陀螺电极中，完成自校准。本发明提供的方法针对回路耦合漂移，可以实时估计增益误差，并通过反馈补偿到检测信号中，完成陀螺漂移的自校准，从而减少陀螺漂移，提高陀螺的性能。
一种半球谐振陀螺误差校准方法

[发明专利]一种全角半球谐振陀螺阻尼不均漂移补偿方法-CN202310012293.4在审
发明人：唐明浩;杨松普;贾晨凯;孙文超 -专利权人：中国船舶集团有限公司第七0七研究所
申请日： 2023-01-05 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种全角半球谐振陀螺阻尼不均漂移补偿方法，实施该方法的半球谐振陀螺设计有一对正交的检测电极、一对正交的激励电极，一个单独的检测电极和一个单独的激励电极，步骤为：1、向三个激励电极同时施加频率为ω，幅值为f的激励力；2、由三个检测电极分别检测得到三个位置的振动位移幅值；3、由半球谐振陀螺的周向阻尼表达式以及三个检测电极的位置关系得到三个位置的半球谐振陀螺的周向阻尼；4、计算阻尼不均漂移幅值、最小阻尼轴相对振型角0度转过的角度；5、在陀螺全角输出中补偿上述阻尼不均漂移。本发明实现该全角半球谐振陀螺阻尼不均漂移补偿。
一种全角半球谐振陀螺阻尼不均漂移补偿方法

[发明专利]一种基于谐振惯导系统的卡尔曼滤波精对准方法-CN202210991873.8有效
发明人：孙业军;贾晨凯;孙文超;杨松普;张海峰;陈刚;唐明浩 -专利权人：中国船舶重工集团公司第七0七研究所
申请日： 2022-08-18 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： G01C21/16 文献下载
摘要：本发明涉及谐振惯导领域，尤其涉及一种基于谐振惯导系统的卡尔曼滤波精对准方法，通过陀螺复用双路卡尔曼滤波工作模式，将四只陀螺与三只加速度计构成两个独立解算的惯性测量单元，可分别进行初始精对准与导航解算，在静基座条件下采用卡尔曼滤波的方法可估计得到四只陀螺每只陀螺自身的陀螺漂移。在某只陀螺进行陀螺自校准或存在故障时可进行单独隔离，对其余三只陀螺在导航解算过程中进行单陀螺漂移补偿，可避免在单只陀螺隔离后耦合陀螺漂移无法对谐振惯导系统导航解算进行精确补偿的问题。
一种基于谐振系统卡尔滤波对准方法

[发明专利]一种基于谐振惯导系统的姿态补偿方法-CN202211002848.9有效
发明人：孙业军;贾晨凯;孙文超;杨松普;张海峰;陈刚 -专利权人：中国船舶重工集团公司第七0七研究所
申请日： 2022-08-22 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： G01C21/16 文献下载
摘要：本发明涉及谐振惯导领域，尤其涉及一种基于谐振惯导系统的姿态补偿方法。通过将谐振惯导系统输出的航向角作为变量确定的三轴姿态误差补偿量补偿函数，并通过三轴姿态误差补偿量补偿函数确定谐振惯导系统的姿态补偿信息。上述方法可以有效解决由于谐振惯导系统输出姿态信息周期性误差的问题，经试验验证，本发明技术方案可有效提升谐振惯导系统输出的姿态性能精度。
一种基于谐振系统姿态补偿方法

[发明专利]一种惯导系统运动加速度估计方法-CN202010883340.9有效
发明人： 杨松普;王琳 -专利权人：中国船舶重工集团公司第七0七研究所
申请日： 2020-08-28 - 公布日： 2022-10-28 - 主分类号： G01C21/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种惯性导航系统运动加速度估计方法，包括：步骤一、以系统方向余弦矩阵中与重力加速度有关的元素和陀螺常值漂移为状态量，方向余弦矩阵微分方程为基础建立卡尔曼滤波状态方程；步骤二、以基于一阶马尔科夫过程的运动加速度模型为基础建立卡尔曼滤波器量测方程；步骤三、对于步骤一建立的卡尔曼滤波状态方程和步骤二建立的卡尔曼滤波器量测方程，进行卡尔曼滤波一步预测和量测更新；步骤四、依据步骤三获得的更新方程提取运动加速度。采用本方法，当无外部参考信息且惯导系统不能自对准时，实现了重力加速度与运动加速度解耦，从而实现了对运动加速度的有效估计。
一种系统运动加速度估计方法

[发明专利]基于IIR滤波的半球谐振陀螺正弦波幅度相位检测方法-CN202210717655.5有效
发明人：孙文超;贾廷悦;王强;陈刚;张海峰;贾晨凯;杨松普 -专利权人：中国船舶重工集团公司第七0七研究所
申请日： 2022-06-23 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： G01C19/5691 文献下载
摘要：本发明涉及半球谐振陀螺，尤其涉及一种基于IIR滤波的半球谐振陀螺正弦波幅度相位检测方法，包括如下步骤：将陀螺输出的模拟信号转换为数字信号，对所述数字信号进行乘法解调，通过信号滤波器滤除二倍频的信号成分，所述信号滤波使用IIR滤波器。本方法采用IIR滤波器，具有阶数小，延迟小的特点，基于IIR滤除解调带来的二倍频信号，可以降低信号的延迟，提高陀螺振动位移参数解算的精度。与传统的基于FIR滤波算法相比，在取得相同精度及噪声水平的同时，其延时降低10倍，FPGA内部硬件资源消耗降低10倍左右。
基于 iir 滤波半球谐振陀螺正弦波幅度相位检测方法

[发明专利]一种半球谐振陀螺正交耦合误差标定方法-CN202210784969.7有效
发明人：赵坤;唐明浩;罗巍;杨松普;王兴岭;张海峰 -专利权人：中国船舶重工集团公司第七0七研究所
申请日： 2022-07-06 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明涉及陀螺技术领域，尤其涉及一种半球谐振陀螺正交耦合误差标定方法，包括如下过程：保持陀螺敏感角速度为定值；控制正交控制力的相位变化，计算模块根据式计算出相应的正交控制力，并通过二阶多项式拟合得到达到最小值时的相位将反馈给上位机，上位机控制陀螺的DDS将正交控制相位替换为。本发明提供的方法通过改变正交控制力相位，并计算出正交控制力，然后通过二阶多项式进行拟合，得到达到最小值时的控制力相位，并将该控制力相位反馈给陀螺的DDS，将正交控制相位进行重新标定，可以防止陀螺产生正交耦合误差，保证陀螺的精度。
一种半球谐振陀螺正交耦合误差标定方法

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