基于撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)模型的陀螺標度因數(shù)在線補償方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)模型的陀螺標度因數(shù)在線補償方法，本發(fā)明將比力矢量過載影響從陀螺輸出中剔除，然后再對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)的陀螺儀滾動通道、偏航通道和俯仰通道單位時間內(nèi)輸出的脈沖個數(shù)進行非線性度補償，得到經(jīng)過非線性補償及扣除零位和加速度過載項后的陀螺儀滾動通道、偏航通道和俯仰通道單位時間內(nèi)輸出的脈沖個數(shù)，從而提高撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)的陀螺儀滾動通道、偏航通道和俯仰通道感應輸出脈沖個數(shù)的準確性，最終顯著提高撓性慣組的性能。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)設計【技術領域】，具體地指一種基于撓性捷聯(lián)慣組系 統(tǒng)模型的陀螺標度因數(shù)在線補償方法。 基于撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)模型的陀螺標度因數(shù)在線補償方法

【背景技術】
[0002] 當前實用化的撓性捷聯(lián)慣組陀螺非線性度補償通常采用調(diào)節(jié)陀螺儀后級輸出單 板的非線性度來實現(xiàn)，以下將該方法簡稱為硬件調(diào)節(jié)法，其實現(xiàn)流程如下圖1所示，該硬件 調(diào)節(jié)法包括如下步驟：1、裝配慣組，2、調(diào)節(jié)零位與標度因數(shù)，3、進行慣組標定，并測試陀螺 非線性度，4、檢測陀螺非線性度是否滿足要求，則慣組出廠應用，如果不滿足要求，則調(diào)節(jié) 陀螺后級單板非線性度，改善慣組陀螺標度因數(shù)的非線性。該硬件調(diào)節(jié)法存在以下幾個問 題：其一，慣組在標定試驗后，需要再次開蓋調(diào)整后級單板匹配電阻，工序麻煩，易出現(xiàn)操作 失誤；其二，調(diào)試電阻的精度等級低，影響陀螺長期工作精度；其三，非線性度補償困難，不 易實現(xiàn)，且最終補償后的陀螺輸出仍存在較大的非線性誤差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的就是要提供一種基于撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)模型的陀螺標度因數(shù)在線 補償方法，該方法能有效、準確地對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)陀螺儀非線性度特性進行在線補償， 在慣測組合輸出前進行慣測組合陀螺非線性度實時補償，最后輸出至導航計算機。
[0004] 為實現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設計的基于撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)模型的陀螺標度因數(shù)在線 補償方法，其特征在于，它包括如下步驟：
[0005] 步驟1 :撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)中的計算機在預設單位時間內(nèi)計算得到當前輸出的撓 性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)的縱向脈沖數(shù)NV、法向脈沖數(shù)NA/和橫向脈沖數(shù)NA Z'，利用如下公式 1得到搭載所述撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)的運動物體的縱向加速度Αχ、法向加速度Ay和橫向加速 度Az ;
[0006]

【權利要求】
1. 一種基于撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)模型的陀螺標度因數(shù)在線補償方法，其特征在于，它包 括如下步驟： 步驟1 :撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)中的計算機在預設單位時間內(nèi)計算得到當前輸出的撓 性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的縱向脈沖數(shù)NV、法向脈沖數(shù)NA/和橫向脈沖數(shù)NAZ'，利用如下 公式1得到搭載所述撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的運動物體的縱向加速度Αχ、法向加速度Ay和 橫向加速度Az ;
上述公式1和公式2中的Klx、Kly、Klz分別為由慣測組合測試設備⑵對撓性捷聯(lián)慣組 系統(tǒng)⑴進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)⑴中縱向加速度計、法向加速度計和橫向加 速度計輸出的標度因數(shù)；Ky, X、KZ, X、KX, y、Kz, y、Kx, z、Ky, z為由慣測組合測試設備（2)對撓 性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的加速度計的安裝誤差系數(shù)， 其中，K y, x為撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)中縱向加速度計相對于撓性捷聯(lián)慣組本體法向軸y' 的垂直安裝誤差系數(shù)，K z, x為撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)中縱向加速度計相對于撓性捷聯(lián)慣組 本體橫向軸W的垂直安裝誤差系數(shù)，K x, y為撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)中法向加速度計相對 于撓性捷聯(lián)慣組本體縱向軸V的垂直安裝誤差系數(shù)，K z, y為撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)中法 向加速度計相對于撓性捷聯(lián)慣組本體橫向軸W的垂直安裝誤差系數(shù)，K x, z為撓性捷聯(lián)慣 組系統(tǒng)（1)中橫向加速度計相對于撓性捷聯(lián)慣組本體縱向軸V的垂直安裝誤差系數(shù)，K y, z 為撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)中橫向加速度計相對于撓性捷聯(lián)慣組本體法向軸y'的垂直安裝 誤差系數(shù)，Kta、1^、分別為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定 得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)中縱向加速度計、法向加速度計和橫向加速度計的零次項誤 差； 上述撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的縱向脈沖數(shù)NA/、法向脈沖數(shù)NA/和橫向脈沖數(shù)NA/ 為撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)內(nèi)部的計算機計算得到的當前單位時間內(nèi)加速度輸出脈沖數(shù)； 步驟2 :在撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)中根據(jù)搭載所述撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的運動物體 的縱向加速度Αχ、法向加速度Ay和橫向加速度Az利用如下公式3得到扣除零位和加速 度過載項后的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀滾動通道單位時間內(nèi)計算得到的脈沖個數(shù) NW，、扣除零位和加速度過載項后的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀偏航通道單位時間內(nèi) 計算得到的脈沖個數(shù)NW/、扣除零位和加速度過載項后的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀 俯仰通道單位時間內(nèi)計算得到的脈沖個數(shù)NW/ :
上述公式3中，NWX為當前撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)內(nèi)計算機計算得到的撓性捷聯(lián)慣組 系統(tǒng)（1)的陀螺儀滾動通道單位時間內(nèi)的脈沖個數(shù)，NWy為撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)內(nèi)計算 機計算得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀偏航通道單位時間內(nèi)的脈沖個數(shù)，麗 2為撓 性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)內(nèi)計算機計算得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀俯仰通道單位時 間內(nèi)的脈沖個數(shù)；E lx為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的 撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀滾動通道輸出的標度因數(shù)，E ly為由慣測組合測試設備（2) 對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀偏航通道輸出 的標度因數(shù)，E lz為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性 捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀俯仰通道輸出的標度因數(shù)；D ta為由慣測組合測試設備（2)對撓 性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀滾動通道的零位脈沖 輸出，D&為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣 組系統(tǒng)（1)的陀螺儀偏航通道的零位脈沖輸出，D&為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián) 慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀俯仰通道的零位脈沖輸出； D lx為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系 統(tǒng)⑴的陀螺儀滾動通道受縱向加速度的影響系數(shù)，D ly為由慣測組合測試設備⑵對撓性 捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀偏航通道受縱向加速度 的影響系數(shù)，D lz為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性 捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀俯仰通道受縱向加速度的影響系數(shù)；D 2x為由慣測組合測試設備 (2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)的陀螺儀滾動通道受法向 加速度的影響系數(shù)，D2y為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到 的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)的陀螺儀偏航通道受法向加速度的影響系數(shù)，D 2z為由慣測組合測試設 備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)的陀螺儀俯仰通道受法 向加速度的影響系數(shù)；D 3x為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得 到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀滾動通道受橫向加速度的影響系數(shù)，D 3y為由慣測組合 測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀偏 航通道受橫向加速度的影響系數(shù)，D 3z為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1) 進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀俯仰通道受橫向加速度的影響系數(shù)； 步驟3:在撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)內(nèi)對步驟2得到的扣除零位和加速度過載項后的撓 性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀滾動通道單位時間內(nèi)的脈沖個數(shù)NW^、扣除零位和加速度過 載項后的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀偏航通道單位時間內(nèi)的脈沖個數(shù)NW/、扣除零 位和加速度過載項后的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀俯仰通道單位時間內(nèi)的脈沖個數(shù) NW/分別進行現(xiàn)有的非線性補償?shù)玫浇?jīng)過非線性補償及扣除零位和加速度過載項后的陀 螺儀滾動通道單位時間內(nèi)輸出的脈沖個數(shù)NW X"、經(jīng)過非線性補償及扣除零位和加速度過 載項后的陀螺儀偏航通道單位時間內(nèi)輸出的脈沖個數(shù)NWy"、經(jīng)過非線性補償及扣除零位 和加速度過載項后的陀螺儀俯仰通道單位時間內(nèi)輸出的脈沖個數(shù)NW Z"; 步驟4 :在撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)中根據(jù)步驟3中得到的NWX"、NWy"和NWZ"利用如 下公式4得到補償后的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀滾動通道感應輸出脈沖數(shù)NWbx、補 償后的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀偏航通道感應輸出脈沖數(shù)NW by、補償后的撓性捷聯(lián) 慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀俯仰通道感應輸出脈沖數(shù)NWbz:
其中，Elx為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷 聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀滾動通道輸出的標度因數(shù)，Ely為由慣測組合測試設備（2)對撓性 捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀偏航通道輸出的標度 因數(shù)，E lz為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣 組系統(tǒng)（1)的陀螺儀俯仰通道輸出的標度因數(shù)；D&為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián) 慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀滾動通道的零位脈沖輸出， 〇@為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系 統(tǒng)（1)的陀螺儀偏航通道的零位脈沖輸出，D&為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組 系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀俯仰通道的零位脈沖輸出；D lx為 由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1) 的陀螺儀滾動通道受縱向加速度的影響系數(shù)，D ly為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣 組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀偏航通道受縱向加速度的影 響系數(shù)，D lz為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián) 慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀俯仰通道受縱向加速度的影響系數(shù)；D 2x為由慣測組合測試設備（2) 對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)的陀螺儀滾動通道受法向加 速度的影響系數(shù)，D 2y為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的 撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)的陀螺儀偏航通道受法向加速度的影響系數(shù)，D 2z為由慣測組合測試設備 (2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)的陀螺儀俯仰通道受法向 加速度的影響系數(shù)；D 3x為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到 的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀滾動通道受橫向加速度的影響系數(shù)，D 3y為由慣測組合測 試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀偏航 通道受橫向加速度的影響系數(shù)，D 3z為由慣測組合測試設備（2)對撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)進 行標定得到的撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的陀螺儀俯仰通道受橫向加速度的影響系數(shù);Αχ為搭 載所述撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的運動物體的縱向加速度、Ay為搭載所述撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng) (1)的運動物體的法向加速度、Az為搭載所述撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)（1)的運動物體的橫向加 速度。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于撓性捷聯(lián)慣組系統(tǒng)模型的陀螺標度因數(shù)在線補償方法， 其特征在于：所述步驟3中現(xiàn)有的非線性補償?shù)姆椒樽赃m應補償法或二階非線性補償 法。
【文檔編號】G01C25/00GK104101362SQ201410285732
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權日:2014年6月24日
【發(fā)明者】牟方佳, 劉歡, 劉群昌, 陸俊清, 陽志勇, 陳拿權 申請人:湖北航天技術研究院總體設計所