一種慣導(dǎo)動態(tài)定向精度測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種慣導(dǎo)動態(tài)定向精度測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 慣導(dǎo)定向精度這一技術(shù)指標(biāo)是對慣導(dǎo)系統(tǒng)初始對準(zhǔn)精度與方位保持精度的要求， 要對其高精準(zhǔn)測量，本質(zhì)上就是對引出的慣導(dǎo)軸線空間指向進(jìn)行標(biāo)定。對該技術(shù)指標(biāo)的測 試一般分為靜態(tài)測試和動態(tài)測試。其中靜態(tài)測試在轉(zhuǎn)臺上進(jìn)行，與載體無關(guān)，主要考核慣 導(dǎo)系統(tǒng)自身精度；動態(tài)測試主要考核慣導(dǎo)系統(tǒng)裝車狀態(tài)下，載體平臺上的電磁環(huán)境、安裝位 置、運(yùn)動過程等因素對慣導(dǎo)系統(tǒng)定向精度的影響。本發(fā)明不涉及慣導(dǎo)定向精度的靜態(tài)測試， 只針對動態(tài)測試。
[0003] 關(guān)于慣導(dǎo)動態(tài)定向精度測試一直使用單經(jīng)緯儀縱向瞄準(zhǔn)標(biāo)桿法，該方法尚有很多 缺陷。一是存在測試盲區(qū)，由于固定相鄰的兩根標(biāo)桿之間的區(qū)域真值很難給出，因此無法對 慣導(dǎo)在此區(qū)域進(jìn)行任意方向動態(tài)精度測試；二是對準(zhǔn)誤差難以控制，測試時要求車輛回轉(zhuǎn) 中心嚴(yán)格停放在已知坐標(biāo)點(diǎn)上，而車輛對準(zhǔn)誤差通常在十幾到幾十厘米，對測試結(jié)果會帶 來很大影響；三是經(jīng)緯儀架設(shè)難以實(shí)施，測試時要求經(jīng)緯儀嚴(yán)格架設(shè)在載車回轉(zhuǎn)中心上，但 是大部分載車回轉(zhuǎn)中心較難確定，且回轉(zhuǎn)中心不具備架設(shè)經(jīng)緯儀條件；四是載車調(diào)平難以 實(shí)現(xiàn)，為避免車體姿態(tài)的變化為經(jīng)緯儀測角引入不確定誤差，測試時要求工作平臺處于水 平面上，而調(diào)平過程費(fèi)時費(fèi)力，測試效率低下。
[0004] 為解決上述問題，本發(fā)明采用慣導(dǎo)動態(tài)定向精度測試系統(tǒng)，使用雙經(jīng)緯儀橫向交 匯、非接觸式測量方法，實(shí)現(xiàn)了動態(tài)定向精度測試不受載車型號限制、測試精度可控、具有 通用性，避免了單經(jīng)緯儀縱向瞄準(zhǔn)標(biāo)桿法帶來的種種弊端。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] -種慣導(dǎo)動態(tài)定向精度測試系統(tǒng)，由以下模塊組成：
[0006] 第一模塊，構(gòu)建基于雙經(jīng)諱儀交匯的高低向和方位向測角模型；
[0007] 第二模塊，構(gòu)建基于雙經(jīng)緯儀交匯的測角誤差分析模型；
[0008] 第三模塊，構(gòu)建測試精度區(qū)掃描模型；
[0009] 第四模塊，構(gòu)建測試精度區(qū)生成模型；
[0010] 第五模塊，構(gòu)建基線尋優(yōu)算法；
[0011] 第六模塊，構(gòu)建基于藍(lán)牙技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)通信模型；
[0012] 工作過程中，通過第四模型構(gòu)建出實(shí)用精度區(qū)，由第五模塊仿真出最佳基線參數(shù)， 將經(jīng)緯儀基線按照最佳基線參數(shù)設(shè)置在實(shí)用精度區(qū)中，利用第六模塊實(shí)現(xiàn)經(jīng)緯儀與數(shù)據(jù)終 端的通訊。
[0013] 其中，上述第一模塊執(zhí)行以下操作：
[0014] al):建立方位向測角模型；
[0015] bl):建立高低向測角模型。
[0016] 其中，上述第二模塊執(zhí)行以下操作：
[0017] a2):方位角隨機(jī)誤差傳遞計算；
[0018] b2):高低角隨機(jī)誤差傳遞計算。
[0019] 其中，上述第三模塊執(zhí)行以下操作：
[0020] 基于a2)、b2)的計算模型，構(gòu)造了經(jīng)緯儀在不同位置測試時誤差分布的掃描模 型。
[0021] 其中，上述第四模塊執(zhí)行以下操作
[0022] 利用a2)、b2)的計算結(jié)果及第三?？斓哪Ｐ?，確定理論精度區(qū)及實(shí)用精度區(qū)；
[0023] 其中，上述第五模塊執(zhí)行以下操作：
[0024] 利用第四模塊生成結(jié)果，優(yōu)化出適合的基線長度；
[0025] 其中，上述第六模塊執(zhí)行以下操作：
[0026] a6):分析串口仿真協(xié)議（RFCOMM);
[0027] b6):利用a6)的分析結(jié)果，構(gòu)建連接軟件；
[0028] c6):利用a6)、b6)的分析結(jié)果及構(gòu)建模型，建立通信鏈路。
[0029] -種慣導(dǎo)動態(tài)定向精度測試裝置，其包括：
[0030] 兩個經(jīng)緯儀（A、B)，通訊裝置和計算終端，用于對載體上的慣導(dǎo)裝置的測量值精度 進(jìn)行檢測；
[0031] 載體外側(cè)首尾兩端各粘貼有一個十字標(biāo)，載體上安裝有慣導(dǎo)裝置，其特征在于：
[0032] 慣導(dǎo)裝置測量載體軸線的絕對空間位置，通過兩個經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)兩個十字標(biāo)測得兩 個十字標(biāo)分別相對于兩個經(jīng)緯儀的水平角和高低角，將經(jīng)緯儀測量值通過無線通訊裝置傳 送給計算終端，計算終端進(jìn)行計算得出載體軸線的相對于經(jīng)緯儀基線的空間位置實(shí)測值， 經(jīng)緯儀基線引入真北后計算得到載體軸線的空間絕對位置實(shí)測值，將實(shí)測值與慣導(dǎo)裝置測 量值進(jìn)行對比，來得出慣導(dǎo)裝置的測量誤差。
[0033] 進(jìn)一步，通過計算得出實(shí)用精度區(qū)，經(jīng)緯儀基線布置在實(shí)用精度區(qū)內(nèi)，以保證空間 位置實(shí)測值的準(zhǔn)確度。
[0034] 進(jìn)一步，測試精度區(qū)域由縱向掃描范圍和橫向掃描范圍限定，根據(jù)掃描模型和誤 差傳遞模型來計算得出測量誤差值，所述掃描模型為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種慣導(dǎo)動態(tài)定向精度測試系統(tǒng)，由以下模塊組成： 第一模塊，構(gòu)建基于雙經(jīng)諱儀交匯的高低向和方位向測角模型； 第二模塊，構(gòu)建基于雙經(jīng)緯儀交匯的測角誤差分析模型； 第三模塊，構(gòu)建測試精度區(qū)掃描模型； 第四模塊，構(gòu)建測試精度區(qū)生成模型； 第五模塊，構(gòu)建基線尋優(yōu)算法； 第六模塊，構(gòu)建基于藍(lán)牙技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)通信模型； 工作過程中，通過第四模型構(gòu)建出實(shí)用精度區(qū)，由第五模塊仿真出最佳基線參數(shù)，將經(jīng) 緯儀基線按照最佳基線參數(shù)設(shè)置在實(shí)用精度區(qū)中，利用第六模塊實(shí)現(xiàn)經(jīng)緯儀與數(shù)據(jù)終端的 通訊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，上述第一模塊執(zhí)行以下操作： al):建立方位向測角模型； bl):建立高低向測角模型。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中，上述第二模塊執(zhí)行以下操作： a2):方位角隨機(jī)誤差傳遞計算； b2):高低角隨機(jī)誤差傳遞計算。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，上述第三模塊執(zhí)行以下操作： 基于a2)、b2)的計算模型，構(gòu)造了經(jīng)緯儀在不同位置測試時誤差分布的掃描模型。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，上述第四模塊執(zhí)行以下操作 利用a2)、b2)的計算結(jié)果及第三模快的模型，確定理論精度區(qū)及實(shí)用精度區(qū)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，上述第五模塊執(zhí)行以下操作： 利用第四模塊生成結(jié)果，優(yōu)化出適合的基線長度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，上述第六模塊執(zhí)行以下操作： a6):分析串口仿真協(xié)議（RFCOMM); b6):利用a6)的分析結(jié)果，構(gòu)建連接軟件； c6):利用a6)、b6)的分析結(jié)果及構(gòu)建模型，建立通信鏈路。
8. -種慣導(dǎo)動態(tài)定向精度測試裝置，其包括： 兩個經(jīng)緯儀（A、B)，通訊裝置和計算終端，用于對載體上的慣導(dǎo)裝置的測量值精度進(jìn)行 檢測； 載體外側(cè)首尾兩端各粘貼有一個十字標(biāo)，載體上安裝有慣導(dǎo)裝置，其特征在于： 慣導(dǎo)裝置測量載體軸線的絕對空間位置，通過兩個經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)兩個十字標(biāo)測得兩個十 字標(biāo)分別相對于兩個經(jīng)緯儀的水平角和高低角，將經(jīng)緯儀測量值通過無線通訊裝置傳送給 計算終端，計算終端進(jìn)行計算得出載體軸線的相對于經(jīng)緯儀基線的空間位置實(shí)測值，經(jīng)緯 儀基線引入真北后計算得到載體軸線的空間絕對位置實(shí)測值，將實(shí)測值與慣導(dǎo)裝置測量值 進(jìn)行對比，來得出慣導(dǎo)裝置的測量誤差。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的測試裝置，其特征在于：通過計算得出實(shí)用精度區(qū)，經(jīng)緯儀基 線布置在實(shí)用精度區(qū)內(nèi)，以保證空間位置實(shí)測值的準(zhǔn)確度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的測試裝置，其特征在于：測試精度區(qū)域由縱向掃描步長和 橫向掃描步長限定，根據(jù)掃描模型和誤差傳遞模型來計算得出測量誤差值，所述掃描模型 為：
其中，y=基線長度AB，Pl =被測線段ab長度，C、D分別指代第一十字標(biāo)a和第二十 字標(biāo)b在通過基線AB的水平面上的垂直投影點(diǎn)；x為a點(diǎn)在通過基線的水平面上的投影點(diǎn) 到基線的距離，h為a點(diǎn)到基線所在水平面距離，a為經(jīng)緯儀基線AB與載體軸線ab在水 平面上的方位夾角，e為載體軸線ab與上述水平面之間的高低夾角，aa2分別是經(jīng)緯 儀A測量得到的第一十字標(biāo)a和第二十字標(biāo)b相對于基線AB的水平角；0 0 2分別是經(jīng) 緯儀B測量得到第一十字標(biāo)a和第二十字標(biāo)b相對于基線BA的水平角；YY2分別為經(jīng) 緯儀A測量得到第一十字標(biāo)a和第二十字標(biāo)b相對于水平面的高低夾角。
11. 一種確定慣導(dǎo)動態(tài)定向精度測試系統(tǒng)實(shí)用精度區(qū)的方法，包括以下步驟： 第一步：構(gòu)建雙經(jīng)緯儀交匯的高低向和方位向測角模型； 第二步：構(gòu)建基于雙經(jīng)緯儀交匯的測角誤差分析模型； 第三步：利用誤差分析模型基于誤差源計算仿真出經(jīng)緯儀基線處于不同位置時的誤差 情況，根據(jù)可接受誤差范圍得出實(shí)用精度區(qū)； 第四步：設(shè)置不同的經(jīng)緯儀基線長度值，分析在不同的經(jīng)緯儀基線長度值下的實(shí)用精 度區(qū)，選擇最優(yōu)經(jīng)緯儀基線長度； 第五步：設(shè)定經(jīng)緯儀基線為上述最優(yōu)經(jīng)緯儀基線長度值，計算出最優(yōu)實(shí)用精度區(qū)。
【專利摘要】一種慣導(dǎo)動態(tài)定向精度測試系統(tǒng)，由以下模塊組成：第一模塊，構(gòu)建基于雙經(jīng)緯儀交匯的高低向和方位向測角模型；第二模塊，構(gòu)建基于雙經(jīng)緯儀交匯的測角誤差分析模型；第三模塊，構(gòu)建測試精度區(qū)掃描模型；第四模塊，構(gòu)建測試精度區(qū)生成模型；第五模塊，構(gòu)建基線尋優(yōu)算法；第六模塊，構(gòu)建基于藍(lán)牙技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)通信模型；工作過程中，通過第四模型構(gòu)建出實(shí)用精度區(qū)，由第五模塊仿真出最佳基線參數(shù)，將經(jīng)緯儀基線按照最佳基線參數(shù)設(shè)置在實(shí)用精度區(qū)中，利用第六模塊實(shí)現(xiàn)經(jīng)緯儀與數(shù)據(jù)終端的通訊。
【IPC分類】G01C25-00
【公開號】CN104613981
【申請?zhí)枴緾N201410820878
【發(fā)明人】馬威, 吳紅權(quán), 李鵬, 史圣兵, 史睿冰, 賀可海, 謝杰濤, 劉園園, 杜鋒, 秦少剛, 任成才, 張宇飛
【申請人】中國人民解放軍63863部隊(duì)
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月17日