一種彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合靜動(dòng)態(tài)參數(shù)綜合標(biāo)定方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的標(biāo)定技術(shù)，具體是一種彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合靜動(dòng)態(tài)參數(shù)綜合標(biāo)定方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的標(biāo)定方法無(wú)法有效保證測(cè)量精度的問(wèn)題。一種彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合靜動(dòng)態(tài)參數(shù)綜合標(biāo)定方法，該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的：1）將彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合安裝在高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)上；2）使得X軸加速度計(jì)、Y軸加速度計(jì)、Z軸加速度計(jì)分別處于±1g位置；3）將步驟2）中所采集到的輸出電壓代入靜態(tài)參數(shù)標(biāo)定模型；4）使得高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)以恒定角速度運(yùn)行；5）將步驟4）中所采集到的輸出加速度代入動(dòng)態(tài)參數(shù)標(biāo)定模型。本發(fā)明適用于彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的標(biāo)定。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合靜動(dòng)態(tài)參數(shù)綜合標(biāo)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的標(biāo)定技術(shù)，具體是一種彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合靜動(dòng)態(tài)參數(shù)綜合標(biāo)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合因其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、維護(hù)方便、自主性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于常規(guī)彈藥、航空、航天等領(lǐng)域。彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的測(cè)量精度直接影響著慣性導(dǎo)航或慣性制導(dǎo)武器的總命中率，而彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的測(cè)量精度重點(diǎn)取決于在使用前能否對(duì)其進(jìn)行精確標(biāo)定。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的標(biāo)定方法主要是針對(duì)其靜態(tài)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。具體而言，現(xiàn)有彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的標(biāo)定方法將待標(biāo)定的靜態(tài)參數(shù)設(shè)為12個(gè)，即3個(gè)標(biāo)度因數(shù)、3個(gè)零偏電壓、6個(gè)安裝方向角。然而實(shí)踐表明，受自身原理所限，現(xiàn)有彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的標(biāo)定方法存在如下問(wèn)題:其一，在現(xiàn)有彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的標(biāo)定方法中，12個(gè)待標(biāo)定的靜態(tài)參數(shù)中隱含了彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的敏感方向與其安裝軸向之間的方向余弦，使得彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的不正交程度無(wú)法明確表示出來(lái)，由此導(dǎo)致彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的靜態(tài)參數(shù)無(wú)法完全分離開(kāi)來(lái)，從而影響彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的測(cè)量精度。其二，在現(xiàn)有彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的標(biāo)定方法中，缺少對(duì)彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，使得彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合在角運(yùn)動(dòng)環(huán)境下會(huì)形成桿臂效應(yīng)誤差(即動(dòng)態(tài)誤差)，從而同樣影響彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的測(cè)量精度?；诖?，有必要發(fā)明一種全新的彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的標(biāo)定方法，以解決現(xiàn)有彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的標(biāo)定方法無(wú)法有效保證測(cè)量精度的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的標(biāo)定方法無(wú)法有效保證測(cè)量精度的問(wèn)題，提供了一種彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合靜動(dòng)態(tài)參數(shù)綜合標(biāo)定方法。
[0004]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合靜動(dòng)態(tài)參數(shù)綜合標(biāo)定方法，該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0005]1)采用X軸加速度計(jì)、Y軸加速度計(jì)、Z軸加速度計(jì)共同構(gòu)成彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合，并將彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合安裝在高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)上；
[0006]X軸加速度計(jì)的敏感方向、Y軸加速度計(jì)的敏感方向、Z軸加速度計(jì)的敏感方向共同構(gòu)成非正交坐標(biāo)系，將該非正交坐標(biāo)系設(shè)為a系；X軸加速度計(jì)的安裝軸向、Y軸加速度計(jì)的安裝軸向、Z軸加速度計(jì)的安裝軸向共同構(gòu)成正交載體坐標(biāo)系，將該正交載體坐標(biāo)系設(shè)為b系；
[0007]然后選擇重力加速度變化較小的時(shí)間段，并在該時(shí)間段內(nèi)準(zhǔn)確測(cè)量高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)所在位置的重力加速度；
[0008]2)設(shè)置高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)的位置方式，并使得X軸加速度計(jì)、Y軸加速度計(jì)、Z軸加速度計(jì)分別處于±lg位置；設(shè)置高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)的速率方式，并使得高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)保持靜止不動(dòng)；
[0009]當(dāng)X軸加速度計(jì)處于土 lg位置且高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)保持靜止不動(dòng)時(shí)，實(shí)時(shí)采集X軸加速度計(jì)的輸出電壓；當(dāng)￥軸加速度計(jì)處于±lg位置且高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)保持靜止不動(dòng)時(shí)，實(shí)時(shí)采集Y軸加速度計(jì)的輸出電壓；當(dāng)Z軸加速度計(jì)處于土 lg位置且高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)保持靜止不動(dòng)時(shí)，實(shí)時(shí)采集Z軸加速度計(jì)的輸出電壓；
[0010]3)將步驟2)中所采集到的X軸加速度計(jì)的輸出電壓、Y軸加速度計(jì)的輸出電壓、Z軸加速度計(jì)的輸出電壓代入靜態(tài)參數(shù)標(biāo)定模型，準(zhǔn)確求解出彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的15個(gè)靜態(tài)參數(shù)；
[0011]4)設(shè)置高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)的位置方式，并使得X軸加速度計(jì)、Y軸加速度計(jì)、Z軸加速度計(jì)分別處于lg位置；設(shè)置高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)的速率方式，并使得高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)保持靜止不動(dòng)；
[0012]當(dāng)X軸加速度計(jì)處于lg位置且高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)保持靜止不動(dòng)時(shí)，實(shí)時(shí)采集X軸加速度計(jì)、Y軸加速度計(jì)、z軸加速度計(jì)的輸出加速度；當(dāng)Y軸加速度計(jì)處于lg位置且高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)保持靜止不動(dòng)時(shí)，實(shí)時(shí)采集X軸加速度計(jì)、Y軸加速度計(jì)、z軸加速度計(jì)的輸出加速度；當(dāng)Z軸加速度計(jì)處于lg位置且高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)保持靜止不動(dòng)時(shí)，實(shí)時(shí)采集X軸加速度計(jì)、Y軸加速度計(jì)、z軸加速度計(jì)的輸出加速度；
[0013]然后設(shè)置高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)的速率方式，并使得高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)以恒定角速度運(yùn)行；
[0014]當(dāng)X軸加速度計(jì)處 于lg位置且高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)以恒定角速度運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)采集X軸加速度計(jì)、Y軸加速度計(jì)、z軸加速度計(jì)的輸出加速度；當(dāng)Y軸加速度計(jì)處于lg位置且高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)以恒定角速度運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)采集X軸加速度計(jì)、Y軸加速度計(jì)、Z軸加速度計(jì)的輸出加速度；當(dāng)Z軸加速度計(jì)處于lg位置且高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)以恒定角速度運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)采集X軸加速度計(jì)、Y軸加速度計(jì)、z軸加速度計(jì)的輸出加速度；
[0015]5)將步驟4)中所采集到的X軸加速度計(jì)的輸出加速度、Y軸加速度計(jì)的輸出加速度、Z軸加速度計(jì)的輸出加速度代入動(dòng)態(tài)參數(shù)標(biāo)定模型，準(zhǔn)確求解出彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的3個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù)。
[0016]所述步驟2) -3)中，所述彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的15個(gè)靜態(tài)參數(shù)包括:3個(gè)標(biāo)度因數(shù)、3個(gè)零偏電壓、9個(gè)安裝方向角；
[0017]所述3個(gè)標(biāo)度因數(shù)包括:X軸加速度計(jì)的標(biāo)度因數(shù)、Y軸加速度計(jì)的標(biāo)度因數(shù)、Z軸加速度計(jì)的標(biāo)度因數(shù)；
[0018]所述3個(gè)零偏電壓包括:X軸加速度計(jì)的零偏電壓、Y軸加速度計(jì)的零偏電壓、Z軸加速度計(jì)的零偏電壓；
[0019]所述9個(gè)安裝方向角包括:X軸加速度計(jì)的敏感方向與X軸加速度計(jì)的安裝軸向的夾角、X軸加速度計(jì)的敏感方向與Y軸加速度計(jì)的安裝軸向的夾角、X軸加速度計(jì)的敏感方向與Z軸加速度計(jì)的安裝軸向的夾角、Y軸加速度計(jì)的敏感方向與X軸加速度計(jì)的安裝軸向的夾角、Y軸加速度計(jì)的敏感方向與Y軸加速度計(jì)的安裝軸向的夾角、Y軸加速度計(jì)的敏感方向與Z軸加速度計(jì)的安裝軸向的夾角、Z軸加速度計(jì)的敏感方向與X軸加速度計(jì)的安裝軸向的夾角、Z軸加速度計(jì)的敏感方向與Y軸加速度計(jì)的安裝軸向的夾角、Z軸加速度計(jì)的敏感方向與Z軸加速度計(jì)的安裝軸向的夾角；
[0020]所述靜態(tài)參數(shù)標(biāo)定模型如下:
【權(quán)利要求】
1.一種彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合靜動(dòng)態(tài)參數(shù)綜合標(biāo)定方法，其特征在于:該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的:1)采用X軸加速度計(jì)、Y軸加速度計(jì)、Z軸加速度計(jì)共同構(gòu)成彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合，并將彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合安裝在高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)上；X軸加速度計(jì)的敏感方向、Y軸加速度計(jì)的敏感方向、Z軸加速度計(jì)的敏感方向共同構(gòu)成非正交坐標(biāo)系，將該非正交坐標(biāo)系設(shè)為a系；X軸加速度計(jì)的安裝軸向、Y軸加速度計(jì)的安裝軸向、Z軸加速度計(jì)的安裝軸向共同構(gòu)成正交載體坐標(biāo)系，將該正交載體坐標(biāo)系設(shè)為b系;然后選擇重力加速度變化較小的時(shí)間段，并在該時(shí)間段內(nèi)準(zhǔn)確測(cè)量高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)所在位置的重力加速度；2)設(shè)置高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)的位置方式，并使得X軸加速度計(jì)、Y軸加速度計(jì)、Z軸加速度計(jì)分別處于±lg位置；設(shè)置高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)的速率方式，并使得高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)保持靜止不動(dòng)；當(dāng)X軸加速度計(jì)處于± lg位置且高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)保持靜止不動(dòng)時(shí)，實(shí)時(shí)采集X軸加速度計(jì)的輸出電壓；當(dāng)Y軸加速度計(jì)處于土 lg位置且高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)保持靜止不動(dòng)時(shí)，實(shí)時(shí)采集Y軸加速度計(jì)的輸出電壓；當(dāng)Z軸加速度計(jì)處于±lg位置且高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)保持靜止不動(dòng)時(shí)，實(shí)時(shí)采集Z軸加速度計(jì)的輸出電壓；3)將步驟2)中所采集到的X軸加速度計(jì)的輸出電壓、Y軸加速度計(jì)的輸出電壓、Z軸加速度計(jì)的輸出電壓代入靜態(tài)參數(shù)標(biāo)定模型，準(zhǔn)確求解出彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的15個(gè)靜態(tài)參數(shù)；4)設(shè)置高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái) 的位置方式，并使得X軸加速度計(jì)、Y軸加速度計(jì)、Z軸加速度計(jì)分別處于lg位置；設(shè)置高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)的速率方式，并使得高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)保持靜止不動(dòng)；當(dāng)X軸加速度計(jì)處于lg位置且高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)保持靜止不動(dòng)時(shí)，實(shí)時(shí)采集X軸加速度計(jì)、Y軸加速度計(jì)、Z軸加速度計(jì)的輸出加速度；當(dāng)Y軸加速度計(jì)處于lg位置且高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)保持靜止不動(dòng)時(shí)，實(shí)時(shí)采集X軸加速度計(jì)、Y軸加速度計(jì)、z軸加速度計(jì)的輸出加速度；當(dāng)〖軸加速度計(jì)處于lg位置且高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)保持靜止不動(dòng)時(shí)，實(shí)時(shí)采集X軸加速度計(jì)、Y軸加速度計(jì)、z軸加速度計(jì)的輸出加速度；然后設(shè)置高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)的速率方式，并使得高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)以恒定角速度運(yùn)行；當(dāng)X軸加速度計(jì)處于lg位置且高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)以恒定角速度運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)采集X軸加速度計(jì)、Y軸加速度計(jì)、z軸加速度計(jì)的輸出加速度；當(dāng)Y軸加速度計(jì)處于lg位置且高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)以恒定角速度運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)采集X軸加速度計(jì)、Y軸加速度計(jì)、Z軸加速度計(jì)的輸出加速度；當(dāng)Z軸加速度計(jì)處于lg位置且高精度三軸位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)以恒定角速度運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)采集X軸加速度計(jì)、Y軸加速度計(jì)、z軸加速度計(jì)的輸出加速度；5)將步驟4)中所采集到的X軸加速度計(jì)的輸出加速度、Y軸加速度計(jì)的輸出加速度、Z軸加速度計(jì)的輸出加速度代入動(dòng)態(tài)參數(shù)標(biāo)定模型，準(zhǔn)確求解出彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的3個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合靜動(dòng)態(tài)參數(shù)綜合標(biāo)定方法，其特征在于:所述步驟2) -3)中，所述彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的15個(gè)靜態(tài)參數(shù)包括:3個(gè)標(biāo)度因數(shù)、3個(gè)零偏電壓、9個(gè)安裝方向角；所述3個(gè)標(biāo)度因數(shù)包括:X軸加速度計(jì)的標(biāo)度因數(shù)、Y軸加速度計(jì)的標(biāo)度因數(shù)、Z軸加速度計(jì)的標(biāo)度因數(shù)；所述3個(gè)零偏電壓包括:X軸加速度計(jì)的零偏電壓、Y軸加速度計(jì)的零偏電壓、Z軸加速度計(jì)的零偏電壓；所述9個(gè)安裝方向角包括:X軸加速度計(jì)的敏感方向與X軸加速度計(jì)的安裝軸向的夾角、X軸加速度計(jì)的敏感方向與Y軸加速度計(jì)的安裝軸向的夾角、X軸加速度計(jì)的敏感方向與Z軸加速度計(jì)的安裝軸向的夾角、Y軸加速度計(jì)的敏感方向與X軸加速度計(jì)的安裝軸向的夾角、Y軸加速度計(jì)的敏感方向與Y軸加速度計(jì)的安裝軸向的夾角、Y軸加速度計(jì)的敏感方向與Z軸加速度計(jì)的安裝軸向的夾角、Z軸加速度計(jì)的敏感方向與X軸加速度計(jì)的安裝軸向的夾角、Z軸加速度計(jì)的敏感方向與Y軸加速度計(jì)的安裝軸向的夾角、Z軸加速度計(jì)的敏感方向與Z軸加速度計(jì)的安裝軸向的夾角；所述靜態(tài)參數(shù)標(biāo)定模型如下:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合靜動(dòng)態(tài)參數(shù)綜合標(biāo)定方法，其特征在于:所述步驟4)-5)中，所述彈用捷聯(lián)三軸加速度計(jì)組合的3個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù)包括:X軸加速度計(jì)的安裝位置矢量、Y軸加速度計(jì)的安裝位置矢量、Z軸加速度計(jì)的安裝位置矢量；所述動(dòng)態(tài)參數(shù)標(biāo)定模型如下:
【文檔編號(hào)】G01P21/00GK103675352SQ201310705114
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】李 杰, 張樨, 劉俊, 范成葉, 張曉明, 秦麗, 石云波, 郭濤, 唐軍, 鮑愛(ài)達(dá), 馬喜宏, 楊衛(wèi), 景增增, 張松, 范建英 申請(qǐng)人:中北大學(xué)