基于挠性捷联惯组系统模型的陀螺标度因数在线补偿方法

摘要

本发明公开了一种基于挠性捷联惯组系统模型的陀螺标度因数在线补偿方法，本发明将比力矢量过载影响从陀螺输出中剔除，然后再对挠性捷联惯组系统的陀螺仪滚动通道、偏航通道和俯仰通道单位时间内输出的脉冲个数进行非线性度补偿，得到经过非线性补偿及扣除零位和加速度过载项后的陀螺仪滚动通道、偏航通道和俯仰通道单位时间内输出的脉冲个数，从而提高挠性捷联惯组系统的陀螺仪滚动通道、偏航通道和俯仰通道感应输出脉冲个数的准确性，最终显著提高挠性惯组的性能。

主权项

一种基于挠性捷联惯组系统模型的陀螺标度因数在线补偿方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：挠性捷联惯组系统(1)中的计算机在预设单位时间内计算得到当前输出的挠性捷联惯组系统(1)的纵向脉冲数NA_x′、法向脉冲数NA_y′和横向脉冲数NA_Z′，利用如下公式1得到搭载所述挠性捷联惯组系统(1)的运动物体的纵向加速度Ax、法向加速度Ay和横向加速度Az；$\left.\begin{array}{c}\mathrm{Ax}=((1-K_{y^{\prime }z}\times K_{z^{\prime }y})\times m-(K_{y^{\prime }x}-K_{z^{\prime }x}\times K_{y^{\prime }z})\times n-(K_{z^{\prime }x}-K_{y^{\prime }x}\times K_{z^{\prime }y})\times r)/\mathrm{vv}\\ \mathrm{Ay}=((1-K_{x^{\prime }z}\times K_{z^{\prime }x})\times n-(K_{x^{\prime }y}-K_{z^{\prime }y}\times K_{x^{\prime }z})\times m-(K_{z^{\prime }y}-K_{x^{\prime }y}\times K_{z^{\prime }x})\times r)/\mathrm{vv}\\ \mathrm{Az}=((1-K_{x^{\prime }y}\times K_{y^{\prime }x})\times r-(K_{x^{\prime }z}-K_{x^{\prime }y}\times K_{y^{\prime }z})\times m-(K_{y^{\prime }z}-K_{y^{\prime }x}\times K_{x^{\prime }z})\times n)/\mathrm{vv}\end{array}\right\}---\left(1\right)$其中，$\left.\begin{array}{c}m={\mathrm{NA}}_x^{\prime }/(K_{1x}\times \tau )-K_{0x}\\ n={\mathrm{NA}}_y^{\prime }/(K_{1y}\times \tau )-K_{0y}\\ r={\mathrm{NA}}_z^{\prime }/(K_{1z}\times \tau )-K_{0z}\\ \mathrm{vv}=1-K_{z^{\prime }y}\times K_{z^{\prime }x}-K_{y^{\prime }z}\times K_{y^{\prime }x}-K_{x^{\prime }z}\times K_{x^{\prime }y}\end{array}\right\}---2)$上述公式1和公式2中的K_1x、K_1y、K_1z分别为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)中纵向加速度计、法向加速度计和横向加速度计输出的标度因数；K_y′x、K_z′x、K_x′y、K_z′y、K_x′z、K_y′z为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的加速度计的安装误差系数，其中，K_y′x为挠性捷联惯组系统(1)中纵向加速度计相对于挠性捷联惯组本体法向轴y′的垂直安装误差系数，K_z′x为挠性捷联惯组系统(1)中纵向加速度计相对于挠性捷联惯组本体横向轴z′的垂直安装误差系数，K_x′y为挠性捷联惯组系统(1)中法向加速度计相对于挠性捷联惯组本体纵向轴x′的垂直安装误差系数，K_z′y为挠性捷联惯组系统(1)中法向加速度计相对于挠性捷联惯组本体横向轴z′的垂直安装误差系数，K_x′z为挠性捷联惯组系统(1)中横向加速度计相对于挠性捷联惯组本体纵向轴x′的垂直安装误差系数，K_y′z为挠性捷联惯组系统(1)中横向加速度计相对于挠性捷联惯组本体法向轴y′的垂直安装误差系数，K_0x、K_0y、K_0z分别为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)中纵向加速度计、法向加速度计和横向加速度计的零次项误差；上述挠性捷联惯组系统(1)的纵向脉冲数NA_x′、法向脉冲数NA_y′和横向脉冲数NA_Z′为挠性捷联惯组系统(1)内部的计算机计算得到的当前单位时间内加速度输出脉冲数；步骤2：在挠性捷联惯组系统(1)中根据搭载所述挠性捷联惯组系统(1)的运动物体的纵向加速度Ax、法向加速度Ay和横向加速度Az利用如下公式3得到扣除零位和加速度过载项后的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪滚动通道单位时间内计算得到的脉冲个数NW_x′、扣除零位和加速度过载项后的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪偏航通道单位时间内计算得到的脉冲个数NW_y′、扣除零位和加速度过载项后的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪俯仰通道单位时间内计算得到的脉冲个数NW_z′：$\left.\begin{array}{c}{{\mathrm{NW}}_x}^{\prime }={\mathrm{NW}}_x-E_{1x}\times (D_{0x}+D1x\times \mathrm{Ax}+D2x\times \mathrm{Ay}+D3x\times \mathrm{Az})\\ {{{\mathrm{NW}}_y}^{\prime =}\mathrm{NW}}_y-E_{1y}\times (D_{0y}+D1y\times \mathrm{Ax}+D2y\times \mathrm{Ay}+D3y\times \mathrm{Az})\\ {{\mathrm{NW}}_z}^{\prime }={\mathrm{NW}}_z-E_{1z}\times (D_{0z}+D1z\times \mathrm{Ax}+D2z\times \mathrm{Ay}+D3z\times \mathrm{Az})\end{array}\right\}---3)$上述公式3中，NW_x为当前挠性捷联惯组系统(1)内计算机计算得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪滚动通道单位时间内的脉冲个数，NW_y为挠性捷联惯组系统(1)内计算机计算得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪偏航通道单位时间内的脉冲个数，NW_z为挠性捷联惯组系统(1)内计算机计算得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪俯仰通道单位时间内的脉冲个数；E_1x为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪滚动通道输出的标度因数，E_1y为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪偏航通道输出的标度因数，E_1z为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪俯仰通道输出的标度因数；D_0x为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪滚动通道的零位脉冲输出，D_0y为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪偏航通道的零位脉冲输出，D_0z为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪俯仰通道的零位脉冲输出；D_1x为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪滚动通道受纵向加速度的影响系数，D_1y为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪偏航通道受纵向加速度的影响系数，D_1z为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪俯仰通道受纵向加速度的影响系数；D_2x为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪滚动通道受法向加速度的影响系数，D_2y为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪偏航通道受法向加速度的影响系数，D_2z为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪俯仰通道受法向加速度的影响系数；D_3x为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪滚动通道受横向加速度的影响系数，D_3y为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪偏航通道受横向加速度的影响系数，D_3z为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪俯仰通道受横向加速度的影响系数；步骤3：在挠性捷联惯组系统(1)内对步骤2得到的扣除零位和加速度过载项后的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪滚动通道单位时间内的脉冲个数NW_x′、扣除零位和加速度过载项后的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪偏航通道单位时间内的脉冲个数NW_y′、扣除零位和加速度过载项后的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪俯仰通道单位时间内的脉冲个数NW_z′分别进行现有的非线性补偿得到经过非线性补偿及扣除零位和加速度过载项后的陀螺仪滚动通道单位时间内输出的脉冲个数NW_x″、经过非线性补偿及扣除零位和加速度过载项后的陀螺仪偏航通道单位时间内输出的脉冲个数NW_y″、经过非线性补偿及扣除零位和加速度过载项后的陀螺仪俯仰通道单位时间内输出的脉冲个数NW_z″；步骤4：在挠性捷联惯组系统(1)中根据步骤3中得到的NW_x″、NW_y″和NW_z″利用如下公式4得到补偿后的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪滚动通道感应输出脉冲数NW_bx、补偿后的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪偏航通道感应输出脉冲数NW_by、补偿后的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪俯仰通道感应输出脉冲数NW_bz:$\left.\begin{array}{c}{\mathrm{NW}}_{\mathrm{bx}}=E_{1x}\times (D_{0x}+D1x\times \mathrm{Ax}+D2x\times \mathrm{Ay}+D3x\times \mathrm{Az})+{\mathrm{NW}}_x^{\prime \prime }\\ {\mathrm{NW}}_{\mathrm{by}}=E_{1y}\times (D_{0y}+D1y\times \mathrm{Ax}+D2y\times \mathrm{Ay}+D3y\times \mathrm{Az})+{\mathrm{NW}}_y^{\prime \prime }\\ {\mathrm{NW}}_{\mathrm{bz}}=E_{1z}\times (D_{0z}+D1z\times \mathrm{Ax}+D2z\times \mathrm{Ay}+D3z\times \mathrm{Az})+{\mathrm{NW}}_z^{\prime \prime }\end{array}\right\}---4)$其中，E_1x为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪滚动通道输出的标度因数，E_1y为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪偏航通道输出的标度因数，E_1z为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪俯仰通道输出的标度因数；D_0x为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪滚动通道的零位脉冲输出，D_0y为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪偏航通道的零位脉冲输出，D_0z为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪俯仰通道的零位脉冲输出；D_1x为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪滚动通道受纵向加速度的影响系数，D_1y为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪偏航通道受纵向加速度的影响系数，D_1z为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪俯仰通道受纵向加速度的影响系数；D_2x为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪滚动通道受法向加速度的影响系数，D_2y为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪偏航通道受法向加速度的影响系数，D_2z为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪俯仰通道受法向加速度的影响系数；D_3x为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪滚动通道受横向加速度的影响系数，D_3y为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪偏航通道受横向加速度的影响系数，D_3z为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪俯仰通道受横向加速度的影响系数；Ax为搭载所述挠性捷联惯组系统(1)的运动物体的纵向加速度、Ay为搭载所述挠性捷联惯组系统(1)的运动物体的法向加速度、Az为搭载所述挠性捷联惯组系统(1)的运动物体的横向加速度。