微机械陀螺惯性测量组件的闭环标定方法

摘要

本发明提供的是一种微机械陀螺惯性测量组件的闭环标定方法。包括：采集陀螺仪和加速度计输出的数据；粗略测量Y轴的标度因数；用粗略确定的标度因数、安装误差构成矩阵CKg_b；微机械捷联惯性导航系统按照罗经回路法进行对准，在罗经对准结束后读取系统导航参数输出航向角，地理坐标系各轴上的控制角速度，由此测量出陀螺的常值漂移；系统进入导航阶段，精确标定陀螺的标度因数和安装误差角；将更新矩阵CKg_b和航向角写入导航计算机，进行下一轮标定，当两次标定得到的航向角之差小于给定的常数0.0001°时标定结束。使用本发明提供的标定方法，系统处于闭环反馈状态，能够对标定误差进行反馈修正，从而提高了标定精度。

主权项

1、一种微机械陀螺惯性测量组件的闭环标定方法，其特征是：步骤1、将微机械陀螺测量组件放置于转台上，陀螺测量组件的X、Y、Z轴陀螺的主轴分别与转台的内、中、外框的自转轴平行，捷联惯性导航系统进行预热，然后采集陀螺仪和加速度计输出的数据；步骤2、操作转台使捷联惯性导航系统调整到当地地理坐标系上，再将Y轴向北抬高一个角度，该角度等于纬度值使Y轴正方向分别对准地球自转角速率的正方向与负方向，记录陀螺原始输出N_g⁺、N_g^-，粗略测量Y轴的标度因数为$K_{\mathrm{gy}}=2{\omega }_{\mathrm{ie}}/(N_{\mathrm{gy}}^{+}-N_{\mathrm{gy}}^{-})$用同样的方法，求出另外两个轴的标度因数K_gx和K_gz分别为$K_{\mathrm{gx}}=2{\omega }_{\mathrm{ie}}/(N_{\mathrm{gx}}^{+}-N_{\mathrm{gx}}^{-})$$K_{\mathrm{gz}}=2{\omega }_{\mathrm{ie}}/(N_{\mathrm{gz}}^{+}-N_{\mathrm{gz}}^{-});$步骤3、粗略确定微机械陀螺的零位误差与安装误差，用粗略确定的标度因数、安装误差构成矩阵CKg_b$\mathrm{CKg}\_b=\left(\begin{array}{ccc}1/K_{\mathrm{gx}}& {\mathrm{\delta \theta }}_{\mathrm{yx}}& {\mathrm{\delta \theta }}_{\mathrm{zx}}\\ {\mathrm{\delta \theta }}_{\mathrm{xy}}& 1/K_{\mathrm{gy}}& {\mathrm{\delta \theta }}_{\mathrm{zy}}\\ {\mathrm{\delta \theta }}_{\mathrm{xz}}& {\mathrm{\delta \theta }}_{\mathrm{yz}}& 1/K_{\mathrm{gz}}\end{array}\right)$即CKg_b确定了微机械陀螺的标度因数和安装误差角；步骤4、由步骤3确定的CKg_b矩阵与粗略确定的零位误差写入导航计算机中，捷联惯性导航系统按照罗经回路法进行对准，在罗经对准结束后读取系统导航参数输出航向角地理坐标系各轴上的控制角速度，由此测量出陀螺的常值漂移；步骤5、由步骤4确定的陀螺的常值漂移写入导航计算机中进行补偿，随后，捷联惯性导航系统进入导航阶段，记录陀螺的输出，并观察捷联惯性导航系统解算得到的航向角，精确标定陀螺的标度因数和安装误差角；步骤6、由步骤5确定的修正陀螺标度因数和安装误差角更新矩阵CKg_b，以及导航解算得到的航向角写入导航计算机作为下一轮标定的初值，重复步骤4、步骤5的过程，最后，当两次标定得到的航向角之差小于给定的常数0.0001°时，即航向角误差Δψ不再发生变化时标定结束。