一種捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)標定的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)標定的方法。包括下列步驟：1）需要一臺三軸轉(zhuǎn)臺，轉(zhuǎn)臺需要具備速率以及位置工作模式；2）將IMU固定在三軸轉(zhuǎn)臺的基面上，需要將IMU的艏向與三軸轉(zhuǎn)臺的俯仰軸平行；3）上電啟動IMU，待光纖陀螺及石英加速度計達到熱平衡后，輸出處于穩(wěn)定狀態(tài)；4）三軸轉(zhuǎn)臺調(diào)平，IMU的Z軸指向天向，方為軸以5°/s的角速度轉(zhuǎn)動，錄取陀螺和加速度計輸出的數(shù)據(jù)，再以反向相同的速率轉(zhuǎn)動，重復(fù)本次操作；5）依次使IMU的X、Y軸指向天向，重復(fù)第四步，完成陀螺標定。即可完成光纖捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)標定的設(shè)計。它方法簡單，并且降低了對北向的要求，對加速度計的標定采用九位置標定簡化了標定過程。
【專利說明】一種捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)標定的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于捷聯(lián)慣性導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)關(guān)鍵器件的標定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]慣性測量組合(Inertial Measurement Unit, IMU)是構(gòu)成慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的核心硬件基礎(chǔ)，它以陀螺和加速度計為基本的測量元件。慣性器件安裝在IMU基座上，由于加工工藝以及慣性器件輸入軸的偏差，使得陀螺加速度計構(gòu)成的坐標系是一個非正交坐標系。捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)需要陀螺和加速度計在統(tǒng)一的直角坐標系下的角速度和比力量作為輸入，因此，IMU需要通過標定，使陀螺和加速度計統(tǒng)一在一個直角坐標系下。
[0003]慣性器件標定一般都需要北向和調(diào)平，以消除地速及重力加速度的影響。在利用三軸轉(zhuǎn)臺標定時，很難嚴格使得MU靠面與北向平行或正交，標定過程MU安裝復(fù)雜。傳統(tǒng)的六位置及十二位置標定方法，因標定方法的原因，對安裝誤差角的標定結(jié)果不夠理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明提供一種捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)標定的方法，它方法簡單，并且降低了對北向的要求，對加速度計的標定采用九位置標定簡化了標定過程。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:包括下列步驟:1)、需要一臺三軸轉(zhuǎn)臺，轉(zhuǎn)臺需要具備速率以及位置工作模式，為頂U標定做好準備工作；2)、將MU固定在三軸轉(zhuǎn)臺的基面上，需要將IMU的艏向與三軸轉(zhuǎn)臺的俯仰軸平行，以便于使IMU的三個軸向能分別指向天向；3)、上電啟動MU，待光纖陀螺及石英加速度計達到熱平衡后，輸出處于穩(wěn)定狀態(tài)；4)、三軸轉(zhuǎn)臺調(diào)平，IMU的Z軸指向天向，方為軸以5° /s的角速度轉(zhuǎn)動，等待轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動角速率穩(wěn)定后開始錄取陀螺和加速度計輸出的數(shù)據(jù)，再以反向相同的速率轉(zhuǎn)動，重復(fù)本次操作；5)、依次使IMU的X、Y軸指向天向，重復(fù)第四步，完成陀螺標定；6)、調(diào)平三軸轉(zhuǎn)臺，然后使Z軸指向天向，三軸轉(zhuǎn)臺俯仰角分別取±30°、土45°、0°位置，使Y軸與水平面的夾角分別為±30°、土45°、0°時分別錄取數(shù)據(jù)，調(diào)平轉(zhuǎn)臺，轉(zhuǎn)動滾動軸，使X軸與水平面夾角分別為±30°、土45°、0°時分別錄取數(shù)據(jù)。即可完成光纖捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)標定的設(shè)計。
[0006]本發(fā)明標定方法簡單，并且降低了對北向的要求，對加速度計的標定采用九位置標定簡化了標定過程。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0008]圖1為本發(fā)明IMU安裝軸示意圖。
【具體實施方式】[0009]本發(fā)明利用的MU由三只光纖陀螺和三只加速度計組成，光纖陀螺輸出為角增量，加速度計通過IF電路轉(zhuǎn)換輸出為速度增量。定義IMU的三個軸分別為XYZ，Y軸為IMU艏向，XYZ構(gòu)成右手直角坐標系。
[0010]本發(fā)明以光纖陀螺與石英加速度計構(gòu)成的IMU為研究對象，結(jié)合光纖陀螺的誤差模型、以及加速度計的誤差模型，設(shè)計出了一種標定方法。
[0011]IMU安裝軸如圖1所示。
[0012]光纖陀螺和石英加速度計構(gòu)成的IMU的標定誤差模型如下:
[0013]光纖陀螺誤差模型
[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)標定的方法，其特征在于:包括下列步驟:1)、需要一臺三軸轉(zhuǎn)臺，轉(zhuǎn)臺需要具備速率以及位置工作模式，為頂U標定做好準備工作；2)、將IMU固定在三軸轉(zhuǎn)臺的基面上，需要將IMU的艏向與三軸轉(zhuǎn)臺的俯仰軸平行，以便于使IMU的三個軸向能分別指向天向；3)、上電啟動MU，待光纖陀螺及石英加速度計達到熱平衡后，輸出處于穩(wěn)定狀態(tài)；4)、三軸轉(zhuǎn)臺調(diào)平，MU的Z軸指向天向，方為軸以5° /s的角速度轉(zhuǎn)動，等待轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動角速率穩(wěn)定后開始錄取陀螺和加速度計輸出的數(shù)據(jù)，再以反向相同的速率轉(zhuǎn)動，重復(fù)本次操作；5)、依次使IMU的X、Y軸指向天向，重復(fù)第四步，完成陀螺標定；6)、調(diào)平三軸轉(zhuǎn)臺，然后使Z軸指向天向，三軸轉(zhuǎn)臺俯仰角分別取±30°、土45°、0°位置，使Y軸與水平面的夾角分別為±30°、土45°、0°時分別錄取數(shù)據(jù)，調(diào)平轉(zhuǎn)臺，轉(zhuǎn)動滾動軸，使X軸與水平面夾角分別為±30°、土45°、0°時分別錄取數(shù)據(jù)，即可完成光纖捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)標定的設(shè)計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)標定的方法，其特征在于:所述步驟4)中從錄數(shù)開始到停止三軸轉(zhuǎn)臺至少轉(zhuǎn)動一周。
【文檔編號】G01C25/00GK103743411SQ201310718007
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】姚廷偉 申請人:河北漢光重工有限責(zé)任公司