一种标定捷联惯性组合陀螺仪组合的方法

摘要

本发明公开了一种标定捷联惯性组合陀螺仪组合的方法，当已知陀螺仪组合的标度因数和安装误差角后，通过依序测量捷联惯性组合在18个位置处的输出值，经过对无零次项误差模型中二次项系数的显著性分析，可以获得陀螺仪与视加速度相关的实际误差模型，通过计算公式可以得到该误差模型中的各项系数值。相比其他误差系数的标定方法，本发明完成了捷联惯性组合三个坐标轴陀螺仪与视加速度有关误差项模型的获得，同时实现了对陀螺仪组合视加速度相关误差项的标定，不仅提高了误差模型的准确程度，而且标定过程简单、所需时间短。

主权项

一种标定捷联惯性组合陀螺仪组合的方法，其特征在于步骤如下：(1)将捷联惯性组合静置于18个位置，在第i个位置时，采集X、Y、Z轴陀螺仪组合经过Δt秒输出的脉冲个数G_x(i)、G_y(i)和G_z(i)，其中i∈[1,18]；(2)根据步骤(1)中经过测量时间Δt输出的脉冲个数，利用已知的陀螺仪组合标度因数、安装误差角系数以及地球自转角速度计算每个位置j轴的补偿值ω_b‑ji，其中，j为X、Y或Z；(3)捷联惯性组合陀螺仪在j轴方向上与视加速度有关的误差模型为ω′_j＝D_0j+D_1ja_x+D_2ja_y+D_3ja_z+D_4ja_x²+D_5ja_y²+D_6ja_z²+D_7ja_xa_y+D_8ja_ya_z+D_9ja_xa_z，根据步骤(2)中得到的陀螺仪组合18个位置j轴的补偿值，利用公式得到该误差模型中的零次项误差系数D_0j的初始值D_0j‑O；其中，ω′_j为该误差模型的输出值，a_x、a_y、a_z为视加速度分别在X、Y、Z轴方向上的分量；D_0j为捷联惯性组合陀螺仪零次项误差系数；D_1j、D_2j、D_3j为捷联惯性组合陀螺仪组合与视加速度有关的一次项误差系数；D_4j、D_5j、D_6j为捷联惯性组合陀螺仪组合与视加速度有关的二次项误差系数；D_7j、D_8j、D_9j为捷联惯性组合陀螺仪组合与视加速度有关的交叉耦合项误差系数；j为X、Y或Z；(4)根据步骤(2)中得到的陀螺仪组合18个位置j轴的补偿值以及步骤(3)中得到的j轴方向上捷联惯性组合陀螺仪组合与视加速度有关的误差模型中的零次项误差系数的初始值，计算j轴方向上捷联惯性组合陀螺仪组合与视加速度有关的不包含零次项系数的误差模型中的各项系数值，其中，j为X、Y或Z；(5)根据步骤(4)中获得的j轴方向上的不含零次项系数的误差模型中的误差系数值，计算j轴方向上的不含零次项系数的误差模型中的二次项系数D_4j、D_5j和D_6j的显著性数值，若二次项系数全显著则进行步骤(6)，如果二次项系数不是全显著，则进行步骤(8)；(6)分别计算j轴方向上捷联惯性组合陀螺仪组合与视加速度有关的不包含零次项系数的误差模型、不包含X轴对j轴二次项系数的误差模型、不包含Y轴对j轴二次项系数的误差模型以及不包含Z轴对j轴二次项系数的误差模型的显著性数值；(7)根据步骤(6)获得的4个显著性数值，选取显著性数值最大的误差模型作为j轴的实际误差模型；当j轴方向上的实际误差模型为不含零次项的误差模型时，步骤(4)中计算出来的系数值即为陀螺仪组合在j轴方向上与视加速度有关的误差模型中的各项系数值；当j轴方向上的实际误差模型为其它模型时，计算误差模型中所有误差系数值；将误差模型中的各项系数值反馈到捷联惯性组合陀螺仪组合与视加速度有关的误差模型中，从而完成捷联惯性组合陀螺仪组合的标定；(8)在步骤(5)分析的j轴方向上，选取不包含显著性数值最小的二次项系数的误差模型作为j轴方向上的实际误差模型；当j轴方向上的实际误差模型为不含零次项的误差模型时，步骤(4)中计算出来的系数值即为陀螺仪组合在j轴方向上与视加速度有关的误差模型中的各项系数值；当j轴方向上的实际误差模型为其它模型时，计算误差模型中所有误差系数值；将误差模型中的各项系数值反馈到捷联惯性组合陀螺仪组合与视加速度有关的误差模型中，从而完成捷联惯性组合陀螺仪组合的标定。