本發(fā)明屬于慣性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抑制深水羅經(jīng)系統(tǒng)盤旋升降運(yùn)動(dòng)時(shí)誤差發(fā)散的方法。

背景技術(shù)：

深水羅經(jīng)系統(tǒng)可以為水下設(shè)備提供位置、速度和姿態(tài)等導(dǎo)航信息。一般的，水下設(shè)備不能提供位置參考信息，在上升和下潛過(guò)程中的多普勒提供的速度信息的可信度不高甚至不可用，所以在這個(gè)過(guò)程中只能進(jìn)行純慣性解算。

原有的分立式標(biāo)定技術(shù)中，會(huì)綜合正反方向的輸出計(jì)算一個(gè)標(biāo)度因數(shù)值，一方面體現(xiàn)不出標(biāo)度因數(shù)的不對(duì)稱性，另一方面，這種標(biāo)定方法受隨機(jī)噪聲影響大，標(biāo)定精度也和轉(zhuǎn)臺(tái)的精度有很大的關(guān)系。原有的技術(shù)還有利用卡爾曼濾波器估計(jì)標(biāo)度因數(shù)不對(duì)稱性的，但是這種技術(shù)沒(méi)有從源頭上來(lái)解決造成誤差大的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明針對(duì)深水羅經(jīng)盤旋升降運(yùn)動(dòng)特性，從器件選型入手,提供了一種抑制深水羅經(jīng)系統(tǒng)盤旋升降運(yùn)動(dòng)時(shí)誤差發(fā)散的方法。

一種抑制深水羅經(jīng)系統(tǒng)盤旋升降運(yùn)動(dòng)時(shí)誤差發(fā)散的方法,包括如下步驟：

1、將待測(cè)陀螺儀安裝在深水羅經(jīng)系統(tǒng)上，再將深水羅經(jīng)系統(tǒng)安裝在三軸轉(zhuǎn)臺(tái)上，測(cè)試前先對(duì)待測(cè)陀螺儀通電預(yù)熱使其達(dá)到熱平衡；

2、設(shè)置三軸轉(zhuǎn)臺(tái)為增量模式，控制轉(zhuǎn)臺(tái)以1°/s的角速度繞Z軸分別正、反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)一周，并分別錄取陀螺儀輸出的數(shù)據(jù)；再設(shè)置三軸轉(zhuǎn)臺(tái)為定位模式，控制三軸轉(zhuǎn)臺(tái)不轉(zhuǎn)，錄取與正、反轉(zhuǎn)相同長(zhǎng)度時(shí)間的陀螺儀輸出的靜態(tài)數(shù)據(jù)；

3、設(shè)置三軸轉(zhuǎn)臺(tái)為增量模式，控制三軸轉(zhuǎn)臺(tái)以1°/s的角速度繞Z軸分別正、反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)兩周，并分別錄取陀螺儀輸出的數(shù)據(jù)；再設(shè)置三軸轉(zhuǎn)臺(tái)為定位模式，控制三軸轉(zhuǎn)臺(tái)不轉(zhuǎn)，錄取與正、反轉(zhuǎn)相同長(zhǎng)度時(shí)間的陀螺儀輸出的靜態(tài)數(shù)據(jù)；

4、設(shè)置三軸轉(zhuǎn)臺(tái)為增量模式，控制三軸轉(zhuǎn)臺(tái)以1°/s的角速度繞Z軸分別正、反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)四周，并分別錄取陀螺儀輸出的數(shù)據(jù)；再設(shè)置三軸轉(zhuǎn)臺(tái)為定位模式，控制三軸轉(zhuǎn)臺(tái)不轉(zhuǎn)，錄取與正、反轉(zhuǎn)相同長(zhǎng)度時(shí)間的陀螺儀輸出的靜態(tài)數(shù)據(jù)；

5、設(shè)置三軸轉(zhuǎn)臺(tái)為增量模式，控制三軸轉(zhuǎn)臺(tái)以1°/s的角速度繞Z軸分別正、反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)八周，并分別錄取陀螺儀輸出的數(shù)據(jù)；再設(shè)置三軸轉(zhuǎn)臺(tái)為定位模式，控制三軸轉(zhuǎn)臺(tái)不轉(zhuǎn)，錄取與正、反轉(zhuǎn)相同長(zhǎng)度時(shí)間的陀螺儀輸出的靜態(tài)數(shù)據(jù)；

6、分別設(shè)置速度為2°/s，4°/s，8°/s，重復(fù)2～5，并錄取陀螺儀輸出的數(shù)據(jù)；

7、控制三軸轉(zhuǎn)臺(tái)繞Y軸旋轉(zhuǎn)，采用步驟2～6的方法，并錄取對(duì)應(yīng)的Y軸陀螺儀的數(shù)據(jù)；

8、控制三軸轉(zhuǎn)臺(tái)繞X軸旋轉(zhuǎn)，采用步驟2～6的方法，并錄取對(duì)應(yīng)的X軸陀螺儀的數(shù)據(jù)；

9、針對(duì)三軸轉(zhuǎn)臺(tái)繞其中一個(gè)坐標(biāo)軸，以其中一種速度旋轉(zhuǎn)特定圈數(shù)時(shí)，對(duì)陀螺儀輸出的數(shù)據(jù)中正轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)求和，定義為wz；對(duì)陀螺輸出的數(shù)據(jù)中反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)求和，定義為wf；對(duì)靜態(tài)數(shù)據(jù)求和，定義為wj，得到正反轉(zhuǎn)差值：w＝wz-wj+(wf-wj)；針對(duì)三軸轉(zhuǎn)臺(tái)繞不同坐標(biāo)軸，以不同速度旋轉(zhuǎn)不同圈數(shù)時(shí)數(shù)據(jù)分別求取正反轉(zhuǎn)差值；

10、選擇多個(gè)待測(cè)陀螺進(jìn)行步驟1至9的測(cè)試，并得到各個(gè)陀螺在不同角速度旋轉(zhuǎn)不同周數(shù)的正反轉(zhuǎn)差值；旋轉(zhuǎn)周數(shù)相同角速度不同時(shí)，差值越小表示陀螺儀的對(duì)稱性越好；旋轉(zhuǎn)角速度相同旋轉(zhuǎn)周數(shù)不同時(shí)，差值與旋轉(zhuǎn)周數(shù)成正比的程度越大表示陀螺儀的線性度越好，綜合考慮對(duì)稱性能和線性度，選擇性能最優(yōu)的陀螺儀，安裝在系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)軸上。

本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明通過(guò)對(duì)深水羅經(jīng)系統(tǒng)三個(gè)軸系的陀螺儀分別采用不同角速度進(jìn)行測(cè)試，并采集數(shù)據(jù)，考慮到無(wú)論是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，地球自轉(zhuǎn)角速度都會(huì)耦合到陀螺儀的輸出量中，因?yàn)橐猛勇輧x的正反轉(zhuǎn)的增量輸出相加來(lái)考核相應(yīng)指標(biāo)，所以需要將耦合進(jìn)來(lái)的地球自轉(zhuǎn)角速度產(chǎn)生相應(yīng)的增量扣除掉再做相加，得到正反轉(zhuǎn)差值，由此選出差值最小的陀螺儀安裝在有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的軸系，從而可有效抑制深水羅經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行盤旋升降運(yùn)動(dòng)時(shí)誤差發(fā)散。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

步驟1、將待測(cè)陀螺安裝在深水羅經(jīng)系統(tǒng)上，至少選擇3個(gè)待測(cè)陀螺儀，分別安裝在深水羅經(jīng)系統(tǒng)的X、Y和Z軸上；再將深水羅經(jīng)系統(tǒng)安裝在三軸轉(zhuǎn)臺(tái)上，因?yàn)橥勇萆形催M(jìn)行溫度補(bǔ)償,剛上電時(shí)器件未達(dá)到熱平衡,測(cè)試前先通電充分預(yù)熱4個(gè)小時(shí)使其達(dá)到熱平衡，器件不同預(yù)熱時(shí)間也會(huì)有所不同，主要根據(jù)上電后達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間來(lái)確定；

步驟2、設(shè)置轉(zhuǎn)臺(tái)為增量模式，控制轉(zhuǎn)臺(tái)以1°/s的角速度繞Z軸分別正、反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)一周，并分別錄取陀螺儀輸出的數(shù)據(jù)；再設(shè)置轉(zhuǎn)臺(tái)為定位模式，控制轉(zhuǎn)臺(tái)不轉(zhuǎn)，錄取與正、反轉(zhuǎn)相同長(zhǎng)度時(shí)間的陀螺儀輸出的靜態(tài)數(shù)據(jù)；其中，只有安裝在深水羅經(jīng)系統(tǒng)Z軸上的待測(cè)陀螺儀有數(shù)據(jù)輸出，其它兩個(gè)陀螺儀沒(méi)有數(shù)據(jù)輸出；

步驟3、設(shè)置轉(zhuǎn)臺(tái)為增量模式，控制轉(zhuǎn)臺(tái)以1°/s的角速度繞Z軸分別正、反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)兩周，并分別錄取陀螺儀輸出的數(shù)據(jù)；再設(shè)置轉(zhuǎn)臺(tái)為定位模式，控制轉(zhuǎn)臺(tái)不轉(zhuǎn)，錄取與正、反轉(zhuǎn)相同長(zhǎng)度時(shí)間的陀螺儀輸出的靜態(tài)數(shù)據(jù)；

步驟4、設(shè)置轉(zhuǎn)臺(tái)為增量模式，控制轉(zhuǎn)臺(tái)以1°/s的角速度繞Z軸分別正、反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)四周，并分別錄取陀螺儀輸出的數(shù)據(jù)；再設(shè)置轉(zhuǎn)臺(tái)為定位模式，控制轉(zhuǎn)臺(tái)不轉(zhuǎn)，錄取與正、反轉(zhuǎn)相同長(zhǎng)度時(shí)間的陀螺儀輸出的靜態(tài)數(shù)據(jù)；

步驟5、設(shè)置轉(zhuǎn)臺(tái)為增量模式，控制轉(zhuǎn)臺(tái)以1°/s的角速度繞Z軸分別正、反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)八周，并分別錄取陀螺儀輸出的數(shù)據(jù)；再設(shè)置轉(zhuǎn)臺(tái)為定位模式，控制轉(zhuǎn)臺(tái)不轉(zhuǎn)，錄取與正、反轉(zhuǎn)相同長(zhǎng)度時(shí)間的陀螺儀輸出的靜態(tài)數(shù)據(jù)；

步驟6、分別設(shè)置速度為2°/s，4°/s，8°/s，重復(fù)2～5，并錄取陀螺儀輸出的數(shù)據(jù)；

步驟7、控制轉(zhuǎn)臺(tái)繞Y軸旋轉(zhuǎn)，采用步驟2～6的方法，并錄取對(duì)應(yīng)的Y軸陀螺儀的數(shù)據(jù)；其中，只有安裝在深水羅經(jīng)系統(tǒng)Y軸上的待測(cè)陀螺儀有數(shù)據(jù)輸出，其它兩個(gè)陀螺儀沒(méi)有數(shù)據(jù)輸出；

步驟8、控制轉(zhuǎn)臺(tái)繞X軸旋轉(zhuǎn)，采用步驟2～6的方法，并錄取對(duì)應(yīng)的X軸陀螺儀的數(shù)據(jù)；其中，只有安裝在深水羅經(jīng)系統(tǒng)X軸上的待測(cè)陀螺儀有數(shù)據(jù)輸出，其它兩個(gè)陀螺儀沒(méi)有數(shù)據(jù)輸出；

步驟9、針對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)繞其中一個(gè)坐標(biāo)軸，以其中一種速度旋轉(zhuǎn)特定圈數(shù)時(shí)，對(duì)陀螺儀輸出的數(shù)據(jù)中正轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)求和，定義為wz，對(duì)陀螺輸出的數(shù)據(jù)中反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)求和，定義為wf，對(duì)靜態(tài)數(shù)據(jù)求和，定義為wj，得到正反轉(zhuǎn)差值：w＝wz-wj+(wf-wj)，w反映了該陀螺儀在相應(yīng)角速度下的對(duì)稱性的優(yōu)劣。針對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)繞不同坐標(biāo)軸，以不同速度旋轉(zhuǎn)不同圈數(shù)時(shí)數(shù)據(jù)分別求取正反轉(zhuǎn)差值；

步驟10、步驟1至9步一次循環(huán)可以測(cè)量三只陀螺，如果待測(cè)陀螺數(shù)量大于三只，可多次重復(fù)進(jìn)行步驟1至9，最終到各個(gè)陀螺在不同角速度旋轉(zhuǎn)不同周數(shù)的正反轉(zhuǎn)差值。旋轉(zhuǎn)周數(shù)相同角速度不同時(shí)，差值較小的說(shuō)明陀螺儀的對(duì)稱性較好；旋轉(zhuǎn)角速度相同旋轉(zhuǎn)周數(shù)不同時(shí)，差值與旋轉(zhuǎn)周數(shù)成正比的說(shuō)明陀螺儀的線性度好，綜合以上兩點(diǎn)，選擇對(duì)稱性和線性度都比較好的陀螺儀安裝在系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)軸上(深水羅經(jīng)系統(tǒng)繞Z軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以安裝在Z軸上)。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。