[发明专利]光纤陀螺捷联惯性测量系统振动误差补偿方法

权利要求书

1.一种光纤陀螺捷联惯性测量系统振动误差补偿方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)光纤陀螺捷联惯性测量系统的惯性测量元件由干涉型光纤陀螺和石英挠性加速度计组成；采集振动条件下干涉型光纤陀螺和石英挠性加速度计输出的原始数据；

(2)对石英挠性加速度计的输出数据进行处理，分析石英挠性加速度计安装误差对光纤陀螺捷联惯性测量系统振动误差补偿效果的影响，并对惯性测量元件的输出进行安装误差补偿；

(3)利用对安装误差补偿后的石英挠性加速度计输出进行功率谱分析，确定振动信号的振动特征；

(4)利用步骤(3)得到的振动信号的振动特征，建立Elman神经网络误差补偿模型并对其进行训练；利用Elman神经网络误差补偿模型的输出，完成对初始对准阶段光纤陀螺捷联惯性测量系统的振动误差补偿。

2.根据权利要求1所述的光纤陀螺捷联惯性测量系统振动误差补偿方法，其特征是：

所述的分析石英挠性加速度计安装误差对光纤陀螺捷联惯性测量系统振动误差补偿效果的影响，并对惯性测量元件的输出进行安装误差补偿的方法是：

对光纤陀螺捷联惯性测量系统进行标定，得到石英挠性加速度计坐标系与载体坐标系间和干涉型光纤陀螺坐标系与载体坐标系间的安装误差角，由安装误差角得到石英挠性加速度计坐标系同载体坐标系的转换矩阵 和干涉型光纤陀螺坐标系同载体坐标系的转换矩阵 

将光纤陀螺捷联惯性测量系统置于振动台上，待光纤陀螺捷联惯性测量系统稳定工作后，采集振动条件下干涉型光纤陀螺和石英挠性加速度计输出的原始数据；

利用下式 

得到石英挠性加速度计输出安装误差补偿后的值，完成石英挠性加速度计输出的安装误差补偿；

利用下式

得到干涉型光纤陀螺输出安装误差补偿后的值，完成干涉型光纤陀螺输出的安装误差补偿。

3.根据权利要求2所述的光纤陀螺捷联惯性测量系统振动误差补偿方法，其特征是：

所述的对安装误差补偿后的石英挠性加速度计输出进行功率谱分析，确定振动信号的振动特征的方法是：

对不同的加速度幅值条件以及频率条件下的光纤陀螺捷联惯性测量系统进行输出信号采集；对静态以及安装误差补偿后各种振动情况下石英挠性加速度计的输出信号进行分析，振动信号的振动函数为

y(t)＝Asin(t)

则振动函数的峰值A为石英挠性加速度计采样信号的振动幅值；

利用快速傅里叶变换，对振动条件下敏感振动方向的安装误差补偿后的石英挠性加速度计输出进行功率谱分析，振动信号y(t)的自相关函数为R(τ)，则R(τ)的傅里叶变换为

功率谱密度函数S(f)认为是y(t)的平均功率相对频率的分布函数，功率谱密度函数S(f)的极大值所对应的频率为振动信号的振动频率；由此，得到振动信号的振动特征。

4.根据权利要求3所述的光纤陀螺捷联惯性测量系统振动误差补偿方法，其特征是：

所述的建立Elman神经网络误差补偿模型并对其进行训练，完成对初始对 准阶段光纤陀螺捷联惯性测量系统的振动误差补偿的方法是：

1)建立Elman神经网络误差补偿模型并对其进行训练

将各种振动条件下的光纤陀螺捷联惯性测量系统的输出数据与静态条件下的输出作差，利用转换矩阵 将其变换为正交坐标系下的值，得到振动误差样本；网络的输入层有2个神经元分别为正交坐标系下的振动频率和加速度幅值，中间层神经元的数目为7，输出层有1个神经元为振动误差，网络中间层的传递函数为tansig，输出层的传递函数为purelin；建立Elman神经网络误差补偿模型；根据振动误差样本数据对网络进行训练，取某一振动条件下的振动误差数据作为网络的测试样本；训练目标达到后，得到训练好的Elman神经网络误差补偿模型；

2)对初始对准阶段光纤陀螺捷联惯性测量系统的振动误差进行补偿

利用转换矩阵的逆 将Elman神经网络误差补偿模型的输出转换为非正交坐标系下的振动误差，将非正交坐标系下的振动误差补偿到干涉型光纤陀螺输出；

将初始对准的软件程序装入系统的软件之中；

将石英挠性加速度计的输出和Elman神经网络误差补偿模型补偿后的干涉型光纤陀螺的输出输入计算机，由计算机完成初始对准；

初始对准补偿完成，进入导航状态。