一种捷联惯导系统零位标定的方法

摘要

一种捷联惯导系统零位标定的方法，它涉及捷联惯导系统零位标定的方法。本发明要解决现有的零位标定方法中因被测惯性元器件的安装存在非正交误差而影响零位误差求值精度的问题。本发明方法是将惯性装置安装到三轴转台上，使转台旋转到四个指定位置，将四个不同位置的惯性元器件上由于安装误差导致感所受到的附加误差分量累加消除，从而求得惯性元器件的零位误差。本发明提出一种新的零位标定测量方法，可以有效的补偿掉安装误差所带来的影响，从而可以得到更加精确的零偏，提高系统精度。本发明方法可应用于现代武器装备的导航系统的零位标定。

主权项

一种捷联惯导系统零位标定的方法，其特征在于一种捷联惯导系统零位标定的方法，按以下步骤进行：一、捷联系统安装在转台的基座上，其惯导系统X、Y、Z轴陀螺的主轴分别与转台的X、Y、Z轴平行；二、启动捷联惯导系统并进行充分预热；三、操作三轴转台使光纤陀螺三轴定位于北偏东45°、西偏北45°、天向位置，采集N组光纤陀螺输出数据，在此位置时捷联惯导系统任一时刻的输入角速率及输入加速度分别为：$\left[\begin{array}{c}{A}_{x1}\\ A_{y1}\\ A_{z1}\end{array}\right]\text{=}\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ -g\end{array}\right];$式中，α为转台与北向的夹角，为测试当地的纬度；四、操作三轴转台使光纤陀螺三轴定位于北偏东45°、东偏南45°、地向位置，采集N组光纤陀螺输出数据，在此位置时捷联惯导系统任一时刻的输入角速率及输入加速度分别为：$\left[\begin{array}{c}{A}_{x2}\\ A_{y2}\\ A_{z2}\end{array}\right]\text{=}\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ g\end{array}\right];$五、操作三轴转台使光纤陀螺三轴定位于南偏西45°、西偏北45度、地向位置，采集N组光纤陀螺输出数据，在此位置时捷联惯导系统任一时刻的输入角速率及输入加速度分别为：$\left[\begin{array}{c}{A}_{x3}\\ A_{y3}\\ A_{z3}\end{array}\right]\text{=}\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ g\end{array}\right];$六、操作三轴转台使光纤陀螺三轴定位于南偏西45°、东偏南45°、天向位置，采集N组光纤陀螺输出数据，在此位置时捷联惯导系统任一时刻的输入角速率及输入加速度分别为：$\left[\begin{array}{c}{A}_{x4}\\ A_{y4}\\ A_{z4}\end{array}\right]\text{=}\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ -g\end{array}\right];$七、将步骤三至六中捷联惯导系统输入角速率代入到光纤陀螺误差数学模型中，得到光纤陀螺零位误差：$\left\{\begin{array}{c}{D}_{x0}=\frac{\Sigma N_{\mathrm{gx}1}+\Sigma N_{\mathrm{gx}2}+\Sigma N_{\mathrm{gx}3}+\Sigma N_{\mathrm{gx}4}}{4N}\\ D_{y0}=\frac{\Sigma N_{\mathrm{gy}1}+\Sigma N_{\mathrm{gy}2}+\Sigma N_{\mathrm{gy}3}+\Sigma N_{\mathrm{gy}4}}{4N}\\ D_{z0}=\frac{\Sigma N_{\mathrm{gz}1}+\Sigma N_{\mathrm{gz}2}+\Sigma N_{\mathrm{gz}3}+\Sigma N_{\mathrm{gz}4}}{4N}\end{array}\right.;$式中，D_x0、D_y0、D_z0分别为三个轴光纤陀螺的零位误差；N_gxi、N_gyi、N_gzi，(i＝1，2，3，4)分别为步骤三至六中捷联惯导系统光纤陀螺x轴、y轴、z轴的输出；八、将步骤三至六中捷联惯导系统输入加速度代入到石英挠性加速度计误差数学模型中，得到加速度计零位误差：$\left\{\begin{array}{c}{D}_{\mathrm{ax}0}=\frac{\Sigma N_{\mathrm{ax}1}+\Sigma N_{\mathrm{ax}2}+\Sigma N_{\mathrm{ax}3}+\Sigma N_{\mathrm{ax}4}}{4N}-K_{\mathrm{ax}2}{Q_{\mathrm{zx}}}^2{g}^2\\ D_{\mathrm{ay}0}=\frac{\Sigma N_{\mathrm{ay}1}+\Sigma N_{\mathrm{ay}2}+\Sigma N_{\mathrm{ay}3}+\Sigma N_{\mathrm{ay}4}}{4N}-K_{\mathrm{ay}2}{Q_{\mathrm{zy}}}^2{g}^2\\ D_{\mathrm{az}0}=\frac{\Sigma N_{\mathrm{az}1}+\Sigma N_{\mathrm{az}2}+\Sigma N_{\mathrm{az}3}+\Sigma N_{\mathrm{az}4}}{4N}-K_{\mathrm{az}2}{Q_{\mathrm{zz}}}^2{g}^2\end{array}\right.;$式中，D_ax0、D_ay0、D_az0分别为三个轴加速度计的零位误差；N_axi、N_ayi、N_azi，(i＝1，2，3，4)分别为步骤三至六中捷联惯导系统加速度计x轴、y轴、z轴、的输出；K_ax2、K_ay2、K_az2分别为三个轴加速度计的二次非线性误差；Q_IJ,(I,J＝X,Y,Z)分别为加速度计三个轴的不正交度误差。