[发明专利]一种用于小井斜下光纤陀螺测斜仪的方位角和工具面角的精度提高方法

摘要

本发明公开了一种用于小井斜下光纤陀螺测斜仪的方位角和工具面角的精度提高方法，该方法利用方位角与工具面角之间的姿态角度关系，并结合三轴加速度信息，从而避开光纤陀螺测斜仪的姿态测量在0除以0现象时的误差。该方法能够解决当井斜角θ＜5°时，提高方位角和工具面角的误差，从而全面提高了光纤陀螺测斜仪的测量精度。

主权项

1.一种用于小井斜下光纤陀螺测斜仪的方位角和工具面角的精度提高方法，其特征在于包括下列精度提高处理步骤：第一步：记录下初始姿态矩阵及初始姿态角中的初始井斜角ψ₀、初始方位角θ₀和初始工具面角φ₀；第二步：记录下实时采集到的姿态矩阵同时提取出实时采集的井斜角θ；第三步：利用第二步得到的实时姿态矩阵求解出方位角与工具面角之和即HJ＝φ+ψ：步骤301：根据实时姿态矩阵中的第1行第1列元素的值T₁₁与第2行第3列元素的值T₂₃之和，求解得到第一姿态角度修正关系值HJ_11→23＝T₁₁+T₂₃；即HJ_11→23＝(cosφcosψ-sinφsinψcosθ)+(-sinφsinψ+cosφcosψcosθ)＝cosφcosψ(1+cosθ)-sinφsinψ(1+cosθ)＝(1+cosθ)(cosφcosψ-sinφsinψ)＝(1+cosθ)cos(φ+ψ)步骤302：根据实时姿态矩阵中的第1行第3列元素的值T₁₃与第2行第1列元素的值T₂₁之和，求解得到第二姿态角度修正关系值HJ_13→21＝T₁₃-T₂₁；即HJ_13→21＝(sinφcosψ+cosφsinψcosθ)-(-cosφsinψ-sinφcosψcosθ)＝sinφcosψ(1+cosθ)+cosφsinψ(1+cosθ)＝(1+cosθ)(sinφcosψ+cosφsinψ)＝(1+cosθ)sin(φ+ψ)步骤303：通过求解第二姿态角度修正关系值HJ_13→21＝T₁₃-T₂₁与第一姿态角度修正关系值HJ_11→23＝T₁₁+T₂₃之间的比例即第四步：对三轴加速度信息进行低通滤波平滑得到f_x1、f_y1、f_z1；第五步：利用第四步得到的滤波平滑后的加速度信息f_x1、f_y1、f_z1求解工具面角φ＝-arctan(f_x/f_z)；第六步：通过第三步得到的(φ+ψ)与第五步得到的φ求解ψ，且ψ＝(φ+ψ)-φ。