專利名稱：一種高可靠性慣性方位保持方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)方位保持方法，具體涉及一種高可靠性慣性方位保持方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)主要有三只環(huán)體或者兩只環(huán)體兩種結(jié)構(gòu)，無論采用哪種結(jié)構(gòu)式，都要采用3只撓性陀螺、3只加速度計(jì)或者2只撓性陀螺、2只加速度計(jì)，組成跟蹤地理坐標(biāo)系的平臺(tái)系統(tǒng)，利用陀螺的進(jìn)動(dòng)性，對(duì)陀螺進(jìn)行施距控制，使一只陀螺的旋轉(zhuǎn)軸的軸線始終保持在當(dāng)?shù)氐乩碜鴺?biāo)系0-ΧοΥοΖο的OXoYo水平面，同時(shí)使得該只陀螺的旋轉(zhuǎn)軸的軸線始終指向地理北向，這種系統(tǒng)存在當(dāng)組成系統(tǒng)的子系統(tǒng)或零部件產(chǎn)生故障后易造成嚴(yán)重事故的可靠性低的缺陷，如果采用兩套同樣的系統(tǒng)進(jìn)行并聯(lián)，又存在成本高、系統(tǒng)龐大的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是采用一種高可靠性慣性方位保持系統(tǒng)，以解決可靠性低的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案一種高可靠性慣性方位保持方法，在該方法中采用慣性方位保持系統(tǒng)，所述慣性方位保持系統(tǒng)包括一個(gè)方位環(huán)、一個(gè)縱搖環(huán)、解算器、DA補(bǔ)償器I、DA補(bǔ)償器II、水平電機(jī)、方位電機(jī)、子系統(tǒng)1、子系統(tǒng)II和子系統(tǒng)III ；子系統(tǒng) 1包括一只陀螺I、一只加速度計(jì)I和AD采集器I ;子系統(tǒng)II包括一只陀螺II、一只加速度計(jì)II和AD采集器II ；子系統(tǒng)III包括角度采集器和固定在載體上的角度傳感器組件，角度傳感器組件包括旋轉(zhuǎn)變壓器、加表傳感器和傾角傳感器；該方法包括如下步驟步驟一，加速度計(jì)I檢測(cè)陀螺I的加速度信號(hào)并輸出；步驟二，AD采集器I采集步驟一的輸出信號(hào)并轉(zhuǎn)化后輸出數(shù)字信號(hào)I到解算器；步驟三，加速度計(jì)II檢測(cè)陀螺II的加速度信號(hào)并輸出；步驟四，AD采集器II采集步驟三的輸出信號(hào)并轉(zhuǎn)化后輸出數(shù)字信號(hào)II到解算器；步驟五，旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)載體縱軸在水平面的投影與地理子午線之間的旋變讀角Vxb并輸出，加表傳感器檢測(cè)載體縱軸與縱向水平軸之間的俯仰角Θ并輸出，傾角傳感器檢測(cè)載體縱向?qū)ΨQ面與縱向鉛垂面之間的橫滾角Y并輸出；步驟六,角度采集器采集步驟三輸出的變讀角Vxb、俯仰角Θ和橫滾角Y的三個(gè)角度信號(hào)并分別轉(zhuǎn)化，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)III輸入解算器；步驟七，解算器根據(jù)輸入的數(shù)字信號(hào)I和數(shù)字信號(hào)III進(jìn)行解算，然后輸出相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)IV到DA補(bǔ)償器II ；
步驟八，DA補(bǔ)償器II根據(jù)輸入的數(shù)字信號(hào)IV產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)水平電機(jī)的電流，水平電機(jī)驅(qū)動(dòng)縱搖環(huán)旋轉(zhuǎn)，使得陀螺I的旋轉(zhuǎn)軸的軸線始終保持在當(dāng)?shù)氐乩碜鴺?biāo)系O-X0Y0Z0的OXoYo水平面；步驟九，解算器根據(jù)輸入的數(shù)字信號(hào)II和數(shù)字信號(hào)III進(jìn)行解算，然后輸出相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)V到DA補(bǔ)償器I ;步驟十，DA補(bǔ)償器I根據(jù)輸入的數(shù)字信號(hào)V產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)方位電機(jī)的電流，方位電機(jī)驅(qū)動(dòng)方位環(huán)旋轉(zhuǎn)，使得陀螺的旋轉(zhuǎn)軸的軸線始終指向地理北向。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，上述步驟九中，解算器根據(jù)輸入的數(shù)字信號(hào)II和數(shù)字信號(hào)III按照下式解算方位角Ψ，然后輸入與方位角ψ相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)V到DA補(bǔ)償器I ￥ = ￥2Xa+￥1Xb且a+b=l式中V1為子系統(tǒng)II單獨(dú)工作時(shí)，解算器采用常規(guī)方法解算得到的方位角；F2為子系統(tǒng)III單獨(dú)工作時(shí)，根據(jù)數(shù)字信號(hào)III解算得到的修正計(jì)算得到方位角修正公式
權(quán)利要求
1.一種高可靠性慣性方位保持方法，在該方法中采用慣性方位保持系統(tǒng)，所述慣性方位保持系統(tǒng)包括一個(gè)方位環(huán)、一個(gè)縱搖環(huán)、解算器、DA補(bǔ)償器1、DA補(bǔ)償器I1、水平電機(jī)、方位電機(jī)、子系統(tǒng)1、子系統(tǒng)II和子系統(tǒng)III ； 子系統(tǒng)I包括一只陀螺1、一只加速度計(jì)I和AD采集器I ; 子系統(tǒng)II包括一只陀螺I1、一只加速度計(jì)II和AD采集器II ； 子系統(tǒng)III包括角度采集器和固定在載體上的角度傳感器組件，角度傳感器組件包括旋轉(zhuǎn)變壓器、加表傳感器和傾角傳感器； 其特征在于:該方法包括如下步驟: 步驟一，加速度計(jì)I檢測(cè)陀螺I的加速度信號(hào)并輸出； 步驟二，AD采集器I采集步驟一的輸出信號(hào)并轉(zhuǎn)化后輸出數(shù)字信號(hào)I到解算器； 步驟三，加速度計(jì)II檢測(cè)陀螺II的加速度信號(hào)并輸出； 步驟四，AD采集器II采集步驟三的輸出信號(hào)并轉(zhuǎn)化后輸出數(shù)字信號(hào)II到解算器；步驟五，旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)載體縱軸在水平面的投影與地理子午線之間的旋變讀角Vxb并輸出，加表傳感器檢測(cè)載體縱軸與縱向水平軸之間的俯仰角Θ并輸出，傾角傳感器檢測(cè)載體縱向?qū)ΨQ面與縱向鉛垂面之間的橫滾角Y并輸出； 步驟六，角度采集器采集步驟三輸出的變讀角Vxb、俯仰角θ和橫滾角Y的三個(gè)角度信號(hào)并分別轉(zhuǎn)化，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)III輸入解算器； 步驟七，解算器根據(jù)輸入的數(shù)字信號(hào)I和數(shù)字信號(hào)III進(jìn)行解算，然后輸出相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)IV到DA補(bǔ)償器II ； 步驟八，DA補(bǔ)償器II根據(jù)輸入的數(shù)字信號(hào)IV產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)水平電機(jī)的電流，水平電機(jī)驅(qū)動(dòng)縱搖環(huán)旋轉(zhuǎn)，使得陀螺I的旋轉(zhuǎn)軸的軸線始終保持在當(dāng)?shù)氐乩碜鴺?biāo)系O-XtjYtjZtj的OXoYo水平面； 步驟九，解算器根據(jù)輸入的數(shù)字信號(hào)II和數(shù)字信號(hào)III進(jìn)行解算，然后輸出相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)V到DA補(bǔ)償器I ; 步驟十，DA補(bǔ)償器I根據(jù)輸入的數(shù)字信號(hào)V產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)方位電機(jī)的電流，方位電機(jī)驅(qū)動(dòng)方位環(huán)旋轉(zhuǎn)，使得陀螺的旋轉(zhuǎn)軸的軸線始終指向地理北向。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高可靠性慣性方位保持方法，其特征在于:所述步驟九中，解算器根據(jù)輸入的數(shù)字信號(hào)II和數(shù)字信號(hào)III按照下式進(jìn)行解算得到方位角Ψ，然后輸入與方位角Ψ相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)V到DA補(bǔ)償器1:Ψ = Ψ2Xa+ ΨXb, 且:a+b=l， 式中: 為子系統(tǒng)II單獨(dú)工作時(shí)，解算器采用常規(guī)方法解算得到的方位角； 取2為子系統(tǒng)III單獨(dú)工作時(shí)，根據(jù)數(shù)字信號(hào)III解算得到的修正計(jì)算得到方位角修正公式:
3.如權(quán)利要求2所述的一種高可靠性慣性方位保持方法，其特征在于:當(dāng)子系統(tǒng)III單獨(dú)工作時(shí)，a取值為1，b取值為O。
4.如權(quán)利要求2所述的一種高可靠性慣性方位保持方法，其特征在于:子系統(tǒng)II單獨(dú)工作時(shí)，a取值為0，b取值為I。
5.如權(quán)利要求2所述的一種高可靠性慣性方位保持方法，其特征在于:子系統(tǒng)II和子系統(tǒng)III同時(shí)工作時(shí)，a取值為0.3 0.7，b取值為0.3 0.7。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的一種高可靠性慣性方位保持方法，其特征在于:所述陀螺I和陀螺II為撓性陀螺。`
全文摘要
本發(fā)明提供一種高可靠性慣性方位保持方法，包括步驟一,檢測(cè)陀螺Ⅰ的加速度信號(hào)；步驟二，采集加速度信號(hào)并轉(zhuǎn)化后輸出到解算器；步驟三，檢測(cè)旋變讀角ψxb、俯仰角θ和橫滾角γ三個(gè)角度信號(hào)；步驟四，采集三個(gè)角度信號(hào)并轉(zhuǎn)化后輸出到解算器；步驟五，解算器根據(jù)輸入的信號(hào)進(jìn)行解算后輸入數(shù)字信號(hào)到DA補(bǔ)償器Ⅱ；步驟六，DA補(bǔ)償器Ⅱ產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)水平電機(jī)的電流，縱搖環(huán)旋轉(zhuǎn)俯仰角；步驟七，解算器根據(jù)輸入的信號(hào)進(jìn)行解算后輸入數(shù)字信號(hào)到DA補(bǔ)償器Ⅰ；步驟八，DA補(bǔ)償器Ⅰ產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)方位電機(jī)的電流，方位環(huán)旋轉(zhuǎn)方位角，使得陀螺的旋轉(zhuǎn)軸的軸線始終指向地理北向。采用該方法及應(yīng)用該方法的平臺(tái)系統(tǒng)，可靠性高、成本低和結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01C21/18GK103245346SQ201310181170
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月15日
發(fā)明者謝箭, 任莎莉, 梁日晏, 段紹鋒 申請(qǐng)人:重慶華渝電氣儀表總廠