[发明专利]一种低精度光纤惯组输出误差的标定补偿和测试方法及装置无效

专利信息
申请号: 200910091042.X 申请日: 2009-08-20
公开(公告)号: CN101629969A 公开(公告)日: 2010-01-20
发明(设计)人: 张小跃;宋凝芳;王丽芬;杨功流;谢英;耿师导 申请(专利权)人: 北京航空航天大学
主分类号: G01P21/00 分类号: G01P21/00;G01P21/02
代理公司: 北京凯特来知识产权代理有限公司 代理人: 郑立明
地址: 100083*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 精度 光纤 输出 误差 标定 补偿 测试 方法 装置
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种低精度光纤惯组输出误差的标定补偿和测试方法及装置,属于光电测量技术领域。 

背景技术

光纤惯组一般由安装本体、正交安装的三只加速度计、正交安装的三只光纤陀螺以及各自的处理电路构成,三只光纤陀螺敏感三个方向转动角速率、三只加速度计敏感三个方向平移加速度。光纤惯组工作过程中输出三个方向的角速率和加速度,以供导航系统进行导航解算。由于材料特性、生产工艺、安装工艺、长时间贮存等原因导致光纤惯组输出角速率、加速度值包含误差量,光纤惯组出厂前需要将这部分误差量进行标定补偿和测试。 

在光纤惯组标定过程中,需要建立光纤惯组误差模型,针对误差模型各项误差进行测试与补偿,使得光纤惯组输出达到最高可用精度。需要对光纤惯组标定补偿完成后的输出各项误差进行测试,便于交付系统使用前能对光纤惯组精度性能有准确的了解。 

现有技术采用的“六位置24点”的编排方案是一种目前较为常用的惯组标定方法,涉及组合系X,Y,Z轴分别向上、向下共有6种状态,若每种状态绕铅垂线东、南、西、北转一圈则可有4点采样,取4点采样的平均值,标定完成后利用地球转速、当地重力检验惯组总的误差大小来进行误差测试(自检)。因此,在现有对惯组输出误差的标定补偿和测试的技术中,需要对放置的24个点进行监测,且在针对角速率误差的标定过程中标度因数误差值和失准角度的标定信息量较少,以及标定完成后的误差测试(自检)过程只能计算惯组总误差,所以存在测试过程较复杂、对角速率标度因数误差和失准角度的标定精确度较低、不能准确定位单轴向具体误差的问题。 

发明内容

本发明提供了一种低精度光纤惯组输出误差的标定补偿和测试方法及装置,以解决 在现有对光纤惯组输出误差的标定补偿和测试的技术中存在的测试过程较复杂、对角速率标度因数误差和失准角度的标定精确度较低、不能准确定位单轴向具体误差的问题。 

一种光纤惯组输出加速度的误差标定补偿方法,包括: 

将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚,在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值; 

根据所述每个预定位置的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值,光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度; 

根据所述光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值,光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出加速度误差模型,并根据所述三轴光纤惯组输出加速度误差模型对光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出加速度进行补偿。 

一种光纤惯组输出加速度的误差标定补偿装置,包括: 

加速度输出量测量模块,用于在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值; 

加速度中间参数计算模块,用于根据所述每个预定位置的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值,光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度; 

加速度计算模块,用于根据所述光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值,光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出加速度误差模型,并根据所述三轴光纤惯组输出加速度误差模型对光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出加速度进行补偿。 

一种光纤惯组输出角速率的误差标定补偿方法,包括: 

将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚,在每个面朝向预定位置的过程中,获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误差值; 

将设置在六面体基准面上的光纤惯组在单轴速率转台上转动,在光纤惯组以预定角速率转动的过程中获得每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值,以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值; 

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