專利名稱：一種船用慣導沖擊隔離器復位精度檢測方法
技術領域：
本發(fā)明屬于船用慣性導航設備抗沖擊精度評定技術領域，特別涉及高精度船用慣導系統(tǒng)、光學經緯儀、沖擊機、平面鏡等測試、檢測設備，適用于對沖擊隔離器復位精度的評定。
背景技術：
船用慣性導航系統(tǒng)具有一次執(zhí)行任務工作時間長(一次出航執(zhí)行任務30天左右，慣導重調周期可達14天)、測量精度高的特點，近年來通過旋轉調制技術使得船用慣性導航系統(tǒng)精度有顯著提升。鑒于船用慣導的使用環(huán)境特點，要求其在受到強沖擊后仍然能夠輸出滿足精度要求的導航參數，其中慣導姿態(tài)精度性能尤為重要，而沖擊隔離器的性能很 大程度上決定了慣導輸出的姿態(tài)精度性能，所以對船用慣導沖擊隔離器的復位精度進行檢測十分重要。船用慣導沖擊隔離器的復位精度檢測是一個難點。目前，一般通過兩種途徑對沖擊隔離器沖擊后的復位精度進行檢測，一種是利用電子水平儀檢測沖擊隔離器沖擊前后的水平復位精度，另外，就是通過光管測量沖擊隔離器的復位精度。由于電子水平儀僅能測量慣導沖擊隔離器沖擊前后的水平姿態(tài)復位精度，無法測量沖擊隔離器方位角復位精度；而采用光管測量復位精度的方法需要通過附屬設備調整光管的高低，測量精度大大受到影響并且不能測量隔離器水平姿態(tài)的復位精度。本專利提出的基于經緯儀與平面鏡的沖擊隔離器復位精度評定方法克服了上述不足，特別適用于對船用慣導沖擊隔離器復位精度進行檢測，并且結合GPS等精確位置測量設備，還可實現對船用慣導抗沖擊性能的評價，具有其他方法無法比擬的優(yōu)勢。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現有船用慣導系統(tǒng)沖擊隔離器復位精度測量方法不健全，提供ー種簡單適用、精度較高的沖擊隔離器復位精度評定方法。通過利用光學經緯儀、沖擊機、平面鏡等測試、檢測設備就可以完成船用慣導系統(tǒng)沖擊隔離器復位精度的評定。本發(fā)明的技術解決方案是針對船用慣導系統(tǒng)沖擊隔離器復位精度評定要求，利用沖擊機提供沖擊環(huán)境，采用光學方式測量沖擊隔離器上安裝的平面鏡在沖擊前后的角位置關系，從而檢測出沖擊隔離器的復位精度。具體的船用慣導沖擊隔離器復位精度檢測方法，包括以下步驟(I)將平面鏡安裝到慣性裝置的沖擊隔離器上下表面的艏向和側向，盡可能牢固，避免沖擊過程中脫落；(2)選取相對震動較小、利于經緯儀觀測的試驗場地，測量4個平面鏡之間的相對角位置關系(見圖2)。其中Pitch10 :平面鏡I的高低角初始值，亦即沖擊隔離器上端的縱搖初始值。Pitch20 :平面鏡2的高低角初始值，亦即沖擊隔離器下端的縱搖初始值。
roll30 :平面鏡3的高低角初始值，亦即沖擊隔離器上端的橫搖初始值。roll40 :平面鏡4的高低角初始值，亦即沖擊隔離器下端的橫搖初始值。Ahead。= alpha。-betaQ-180,即沖擊前平面鏡 I 和 2 的方位偏差，alpha。、beta。為沖擊前兩臺經緯儀轉過的角度。(3)對慣性裝置(含沖擊隔離器)進行沖擊試驗；(4)沖擊完成后，將慣性裝置重新放置到步驟(2)的試驗場地，按照步驟(2)再次對沖擊隔離器上安裝的4個平面鏡的相對角位置關系進行測量。其中Pitch11 :沖擊后平面鏡I的高低角，亦即沖擊后沖擊隔離器上端的縱搖值。Pitch21 :沖擊后平面鏡2的高低角，亦即沖擊后沖擊隔離器下端的縱搖值。
roll31 :沖擊后平面鏡3的高低角，亦即沖擊后沖擊隔離器上端的橫搖值。roll41 :沖擊后平面鏡4的高低角，亦即沖擊后沖擊隔離器下端的橫搖值。Ahead1 = alphafbetaflSO。，即沖擊后平面鏡 I 和 2 的方位偏差，Blphapbeta1為沖擊后兩臺經緯儀轉過的角度。(5)計算得到沖擊隔離器的復位精度Apitch1 = pitchn-pitch1(l,沖擊前后沖擊_離器上端縱搖變化值。Apitch2 = pitch21_pitch2(l,沖擊前后沖擊_離器下端縱搖變化值。Aroll3 = roll31-roll3(l，沖擊前后沖擊隔離器上端橫搖變化值。Aroll4 = roll41-roll4(l，沖擊前后沖擊隔離器下端橫搖變化值。為了得到沖擊前后隔離器上下端的姿態(tài)角和方位角的相對變化量，將上下端相應變量再進行相減，得到沖擊隔離器的復位精度Apitch= Apitch2-Apitch1Δ roll = Aroll4-Aroll3Δ head = Δ headf Δ head0其中，Apitch, Aroll、Δhead即為沖擊隔離器的復位精度。本發(fā)明與現有技術相比的優(yōu)點在于能夠測量出沖擊隔離器方位和水平姿態(tài)的復位精度，測量不確定度小，室內全天候長期穩(wěn)定運行，能同時評定多套慣導，提升效率、降低成本。具體表現在以下兩點(I)采用經緯儀測量沖擊前后隔離器的復位精度均方根誤差在3"左右，其測量不確定度符合計量校準規(guī)范。(2)在檢測沖擊隔離器復位精度時，僅用到平面鏡、經緯儀等光學設備，測試原理簡單、操作方便，具有較好的可操作性。


圖I慣導平面鏡安裝示意圖；圖2水平角測量示意圖；圖3方位角測量示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明以船用慣導、經緯儀、平面鏡為測量裝置，輕型或中型沖擊機為船用慣導物理安裝平臺，穩(wěn)固平板為測試平臺。
具體實施方式
如下(I)將慣性平臺放置在距離地面一定高度的穩(wěn)固平板上，并在慣性平臺隔離器上、下端艏向和側向安裝四個小平面鏡。其中，兩個平面鏡在慣導的艏向、兩個平面鏡在慣導的側向。(2)架設一臺經緯儀，分別測量四個平面鏡的水平角，記錄作為沖擊前沖擊隔離器的角位置關系；(3)架設兩臺經緯儀，其中經緯儀I瞄準平面鏡1，經緯儀2瞄準平面鏡2，然后兩臺經緯儀互瞄，記錄下兩臺經緯儀轉過的角度，作為沖擊前沖擊隔離器上下面的方位角位置關系；(4)將慣性平臺安裝到沖擊機上，按照相關標準進行沖擊試驗，一般慣導通電狀態(tài)從三個方向各進行三次沖擊試驗； (5)將完成沖擊后的慣性平臺重新放到平板上，再次利用步驟2和步驟3測試四個平面鏡的水平角和平面鏡1、2的方位偏差。(6)計算沖擊隔離器沖擊前后的復位精度。上述步驟(I) (6)步驟，是船用慣導沖擊隔離器復位精度評定的試驗步驟，涉及到儀器設備的安裝方式、沖擊試驗、數據數據處理的方法。本發(fā)明可以作為ー種通用的船用慣導沖擊隔離器復位精度評定方法，適合各類慣導隔離器復位精度評定。同樣在船用慣導的設計調試階段，也可以借助此方法，對沖擊隔離器的設計性能進行測試。
權利要求
1.一種船用慣導沖擊隔離器復位精度檢測方法，其特征包括以下步驟 (1)將慣性平臺放置在距離地面一定高度的穩(wěn)固平板上，并在慣性平臺隔離器上、下端的艏向和側向安裝四個小平面鏡； (2)利用經緯儀分別測量四個平面鏡的高低角，并做記錄； (3)架設兩臺經緯儀，其中一臺經緯儀瞄準艏向上端的平面鏡1，經另一臺緯儀瞄準艏向下端的平面鏡2，然后兩臺經緯儀互瞄，記錄下兩臺經緯儀轉過的角度； (4)將慣性平臺安裝到沖擊機上，進行沖擊試驗。
(5)將沖擊完的慣性平臺重新安裝到平板上，按照利用步驟2和步驟3測試四個平面鏡的高低角和平面鏡1、2的方位偏差。
(6)計算沖擊隔離器沖擊前后的復位精度。
2.根據權利要求I所述的船用慣導沖擊隔離器復位精度檢測方法，其特征在于所述步驟(I)中安裝四個平面鏡要求見圖I所示。保持同一側的平面鏡(I和2、3和4)法線基本平行，不同側的平面鏡(I和3、2和4)法線基本垂直，并且兩組平面鏡(I和2、3和4)法線分別與艏向和側向基本平行。
3.根據權利要求I所述的船用慣導沖擊隔離器復位精度檢測方法，其特征在于所述步驟(2)主要測量沖擊前沖擊隔離器上下表面的相對角位置。
4.根據權利要求I所述的船用慣導沖擊隔離器復位精度檢測方法，其特征在于所述步驟(3)中通過測量兩個艏向平面鏡的夾角確定沖擊前的方位角。
5.根據權利要求I所述的船用慣導沖擊隔離器復位精度檢測方法，其特征在于所述步驟(4)根據艦船慣導的重量選擇輕型或者中型沖擊機，按照沖擊試驗相關標準進行抗沖擊試驗。
6.根據權利要求I所述的船用慣導沖擊隔離器復位精度檢測方法，其特征在于所述步驟出)比較沖擊前后方位角和水平姿態(tài)角的變化確定沖擊隔離器的復位精度。
7.權利要求I所述的船用慣導沖擊隔離器復位精度檢測方法適用于船用激光陀螺、光纖陀螺、靜電陀螺、液浮陀螺慣導系統(tǒng)。
全文摘要
一種船用慣導沖擊隔離器復位精度檢測方法，采用兩臺光學經緯儀、四個平面鏡、沖擊機等裝置，通過測量沖擊前后慣導沖擊隔離器上安裝的四個平面鏡高低與方位角的變化值，實現對船用慣導沖擊隔離器復位精度的檢測。利用輕型沖擊機模擬船舶受到的沖擊環(huán)境，對裝有沖擊隔離器的慣導系統(tǒng)進行沖擊試驗，利用光學經緯儀測量沖擊隔離器上下端安裝的四個鏡面相對位置變化，計算得到沖擊隔離器的復位精度。本發(fā)明特別適用于船舶用高精度慣導沖擊隔離器復位精度評定，本發(fā)明結合慣導沖擊試驗后定位和速度精度評定，還能夠實現對船用慣導抗沖擊性能的定量評價。
文檔編號G01C25/00GK102692238SQ20121019190
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權日2012年6月12日
發(fā)明者溫肇東, 袁書明, 陳晶, 陶冶 申請人:中國人民解放軍92537部隊