[发明专利]挠性陀螺仪最优八位置标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对挠性陀螺仪位置进行最优八位置的标定方法。精确定义出挠性陀螺仪的测试位置是挠性陀螺仪测试及建模领域中的重要试验过程，是进一步提高挠性陀螺仪测量精度的重要手段。

背景技术

挠性陀螺仪是一种双自由度的陀螺仪，因其在精度、体积、成本和可靠性等方面的优势而广泛应用在各种导航、制导与控制系统中。然而在实际应用中，挠性陀螺仪的角速度测量值中存在着由于各种干扰力矩产生的漂移误差，这些漂移误差一般由静态漂移误差、动态漂移误差和随机漂移误差组成，其中由线运动引起的静态漂移误差是挠性陀螺漂移误差的主要部分，也是挠性惯导系统误差的主要因素。因此，设计挠性陀螺仪位置试验方法，建立合理的挠性陀螺静态误差模型并进行补偿，可以大幅度地提高挠性陀螺的测量精度和挠性惯导系统的导航精度。

目前，求解挠性陀螺静态误差模型中的漂移系数有两种方法：1)采用IEEE Std813-1988或国军标中规定的传统八位置试验方法；2)采用二十四位置试验方法。但是，上述两种方法存在以下问题：①、传统八位置试验方法不能准确地得到挠性陀螺静态误差模型中的一次项漂移系数，使得用估计得到的漂移系数进行挠性陀螺静态误差补偿后陀螺测量精度没有显著地提高；②、二十四位置试验方法估计的挠性陀螺静态误差模型中的一次项漂移系数与传统八位置试验方法相比其精度得到了提高，但估计结果不是最优的一次项漂移系数，并且试验过程中的运算时间长、运算工作量较大，试验成本较高。

发明内容

为了能够省时省力且准确地得到挠性陀螺静态误差模型中的最优漂移系数，本发明提出了一种适用于挠性陀螺仪的最优八位置标定方法，按照发明中提出的最优正交八位置列表的位置进行挠性陀螺位置实验，可得到挠性陀螺静态误差模型中的最优漂移系数；采用最优八位置标定获得的漂移系数能够有效地减少试验过程中工作量，降低试验成本；采用最优漂移系数进行补偿提高了陀螺测试精度。

本发明的一种挠性陀螺仪最优八位置标定方法，是在将挠性陀螺仪安装在三轴位置速率转台上，挠性陀螺仪与数据采集设备相连，数据采集设备与计算机相连；所述计算机内安装有位置测量软件；其特征在于有下列标定执行步骤：

第一步：标定最优八位置方位

第一方位：挠性陀螺仪的X测量轴指向“天”，挠性陀螺仪的Y测量轴指向“西”，挠性陀螺仪的Z自转轴指向“北”；

第二方位：挠性陀螺仪的X测量轴指向“地”，挠性陀螺仪的Y测量轴指向“北”，挠性陀螺仪的Z自转轴指向“东”；

第三方位：挠性陀螺仪的X测量轴指向“北”，挠性陀螺仪的Y测量轴指向“天”，挠性陀螺仪的Z自转轴指向“东”；

第四方位：挠性陀螺仪的X测量轴指向“北”，挠性陀螺仪的Y测量轴指向“地”，挠性陀螺仪的Z自转轴指向“西”；

第五方位：挠性陀螺仪的X测量轴指向“东”，挠性陀螺仪的Y测量轴指向“南”，挠性陀螺仪的Z自转轴指向“地”；

第六方位：挠性陀螺仪的X测量轴指向“南”，挠性陀螺仪的Y测量轴指向“东”，挠性陀螺仪的Z自转轴指向“天”；

第七方位：挠性陀螺仪的X测量轴指向“西”，挠性陀螺仪的Y测量轴指向“南”，挠性陀螺仪的Z自转轴指向“天”；

第八方位：挠性陀螺仪的X测量轴指向“南”，挠性陀螺仪的Y测量轴指向“西”，挠性陀螺仪的Z自转轴指向“地”；

第二步：获取漂移系数

(A)对传统八位置下的数据进行挠性陀螺静态误差模型G₁的基于最小二乘法解析获得传统八位置漂移系数；

(B)对最优八位置下的数据进行挠性陀螺静态误差模型G₁的基于最小二乘法解析获得最优八位置漂移系数；

所述挠性陀螺静态误差模型