[发明专利]使用离心机和转台对惯性测量单元进行误差标定的方法

权利要求书

1.一种使用离心机和转台对惯性测量单元进行误差标定的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将离心机安装到当地水平面，然后将小型三轴位置转台水平安装到离心机上，转台中心到离心机旋转中心的距离为r；

2)将IMU安装到转台上，调整转台使IMU位于第一位置；

3)建立离心机转台控制机理模型；

4)建立惯性测量单元的整体误差模型；

5)启动IMU，待IMU稳定后，启动离心机逆时针转动，并达到预先设定的离心机旋转角速度ω，进入匀速转动阶段；

6)记录IMU中三个陀螺和三个加速度计的输出数据，记录数据的时间长度为2nπ/ω，即记录了离心机旋转n整圈过程中IMU的输出数据，其中n为正整数；

7)结束保存输出数据后使离心机减速旋转到静止，然后改变离心机的旋转方向为顺时针方向，转台的姿态不做调整，使离心机加速旋转到与逆时针转动时相同的角速度ω，进入匀速转动阶段；

8)同样记录时间长度为2nπ/ω的IMU的输出数据，记录完成后使离心机减速到静止状态，至此完成第一位置的数据采集；

9)控制转台分别使IMU位于第二位置，并且第二位置与第一位置为对称位置，同理，通过转台调整IMU到任意的两个对称位置，对于每一个位置，重复上述的标定步骤5)、6)、7)和8)标定过程，实现对IMU任意位置的标定；

根据每个位置上IMU的每个轴的输出数据与地球自转角速度和重力加速度在各个轴上投影分量之间的关系，在IMU整体误差模型的基础上，采用对称位置及正负旋转误差相消法，计算得出IMU所有的各项误差系数。

2.根据所述的离心机转台控制机理模型，输入包括离心机的旋转半径、离心机的旋转速度、离心机所在地的地球纬度、离心机所在地的地球重力加速度和转台姿态矩阵，输出为IMU三个坐标轴上三个陀螺的输出响应和三个加速度计的输出响应。

3.根据权利要求1所述的使用离心机和转台对惯性测量单元进行误差标定的方法，其特征在于：所述的惯性测量单元的整体误差模型包括角速度通道误差模型和加速度通道误差模型，角速度通道误差模型中包含陀螺的标度因数、陀螺的常值漂移和陀螺的安装误差；加速度通道误差模型包含加速度计标度因数、加速度计常值偏置和加速度计的安装误差，IMU的整体误差模型共有24项误差系数。

4.根据权利要求1所述的使用离心机和转台对惯性测量单元进行误差标定的方法，其特征在于：所述的IMU的第一位置为IMU的z_b轴垂直向上，遵循右手系法则，x_b轴和y_b轴位于水平面内，并且x_b轴指向离心机的旋转轴中心；所述的第二位置为IMU的-z_b垂直向上，其余不变。