一种基于温度补偿的系统时延误差校正方法

摘要

一种基于温度补偿的系统时延误差校正方法，在精密测距产品内部设置测温点并将温度遥测采集，通过对产品进行温度-伪距的测量得到先验值，建立n阶多项式回归模型进行拟合残差分析，当随着阶数的增加残差精度压缩或小于预设阀值，即可选取压缩点处/小于预设阀值作为该多项式回归模型的阶数。根据最小均方根准则估计n阶多项式回归模型时延校正系数，根据时延校正系数和实时采集的温度遥测进行精密测距产品温变下的时延校正，本发明通过在产品硬件上增加温度遥测采集作为校正输入量有效的解决了精密测距产品由于温度变化引起的测距系统误差，此外，本发明中的校正方法简单可靠，整体资源占用量较少。

主权项

一种基于温度补偿的系统时延误差校正方法，其特征在于步骤如下：(1)对待校正产品进行单向伪距值测量R_i,i＝1,2,...,M，并选取待校正产品的一处温度测量点采集该产品的遥测温度t_i,i＝1,2,...,M；(2)建立遥测温度t_i与拟合得到的伪距值的n阶多项式回归模型，具体由公式：F_i＝a_n(t_i‑t₀)ⁿ+a_n‑1(t_i‑t₀)^n‑1...+a₂(t_i‑t₀)²+a₁(t_i‑t₀)¹+a₀给出，式中，a_n，a_n‑1，…，a₀为n阶多项式回归模型的拟合系数，t_i为温度遥测量，t₀为预先给定的基准温度，F_i为拟合得到的伪距值；(3)从预先给定的n的取值范围中选取n的最小值，计算n阶多项式回归模型的拟合系数a_n，a_n‑1，…，a₀，具体由公式：a＝A/b给出，其中，A为(n+1)×(n+1)的矩阵，由公式：$A=\left[\begin{array}{ccccc}\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^{n+n}& \underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^{n+n-1}& ...& \underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^{n+1}& \underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^{n+0}\\ \underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^{n-1+n}& \underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^{n-1+n-1}& ...& \underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^{n-1+1}& \underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^{n-1+0}\\ ......& & & & \\ \underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^{1+n}& \underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^{1+n-1}& ...& \underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^{1+1}& \underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^{1+0}\\ \underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^{0+n}& \underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^{0+n-1}& ...& \underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^{0+1}& \underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^{0+0}\end{array}\right]$给出；a为(n+1)×1的矩阵，由公式：a＝[a_n,a_n‑1,...,a₁,a₀]^T给出；b为(n+1)×1的矩阵，由公式：$b=[\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^n{R}_i,\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^{n-1}{R}_i,...,\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^1{R}_i,\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}{(t_i-t_0)}^0{R}_i]$给出，其中R_i为温度遥测量t_i时对应的原始测距值；(4)利用步骤(3)中确定的n阶多项式回归模型的拟合系数a_n，a_n‑1，…，a₀，计算n阶多项式回归模型的拟合残差，n阶多项式回归模型的拟合残差平方和Sr；(5)利用步骤(4)中计算得到的n阶多项式回归模型的拟合残差，计算步骤(3)中确定的n阶多项式回归模型的拟合系数a_n，a_n‑1，…，a₀的精度δ；(6)若步骤(5)中计算的精度δ小于等于预设的精度要求，则进入步骤(7)，否则，将n的取值加1，返回步骤(3)，直到选取满足预设精度要求的拟合阶数n；(7)计算遥测温度t_i对应的原始测距值补偿量R_bi；(8)利用步骤(7)中的原始测距值补偿量R_bi对原始测距值进行补偿，具体由公式：R_Fi＝R_bi+R_i,i＝1,2,...,M给出。