[发明专利]微型组合导航系统中的传感器野外标定方法无效
| 申请号： | 201210027274.0 | 申请日： | 2012-02-09 |
| 公开（公告）号： | CN102589573A | 公开（公告）日： | 2012-07-18 |
| 发明（设计）人： | 何昆鹏;于玖成;吴国亮;梁文齐;王福超;管练武;郭凯文;詹俊妮;王庭军;韩继涛 | 申请（专利权）人： | 黑龙江省博凯科技开发有限公司 |
| 主分类号： | G01C25/00 | 分类号： | G01C25/00 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 150046 黑龙江省哈尔滨市*** | 国省代码： | 黑龙江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 微型 组合 导航系统 中的 传感器 野外 标定 方法 | ||
1.一种微型组合导航系统中的传感器野外标定方法，其特征在于所述野外标定方法步骤是：首先给出组合导航系统中加速度计、地磁传感器和陀螺仪的测量模型，分析野外环境下各传感器的主要误差因素；然后采用一种六位置标定编排方法，通过求解方程组，以得到加速度计、地磁传感器和陀螺仪的标度因数、零偏修正系数；其具体操作如下：
(1)加速度计的野外标定方法
在室内标定时，一般加速度计的测量模型为
式中，ax、ay、az分别为X、Y、Z三个轴加速度计的补偿后的加速度，单位为m/s2；
nax、nay、naz分别为X、Y、Z三个轴加速度计的未经补偿的测量值，单位为电压伏或脉冲数；
bx、by、bz分别为X、Y、Z加速度计的零偏，单位为电压伏或脉冲数；
kx、ky、kz分别为X、Y、Z加速度计的标度因数，单位是V/(m/s2)；
Exy、Exz、Eyx、Eyz、Ezx、Ezy分别为三个轴加速度计的安装误差；
经过速率试验和位置试验，测得加速度计的标度因数、零偏和安装误差等参数；
在野外环境下，当组合导航系统中惯性测量单元静止时，加速度计所敏感的是当地重力加速度G0(≈9.8m/s2)，有：
因此，加速度计的修正模型表示为：
式中，Ax，Ay，Az为野外环境下X、Y、Z加速度计测量的加速度修正后的值，单位是m/s2；
Bx、By、Bz分别为野外环境下X、Y、Z加速度计的零偏修正值；
Kx、Ky、Kz分别为野外环境下X、Y、Z加速度计的标度因数修正值；
当惯性测量单元在野外使用时，转动6个不同的方位，静止一段时间后，由(2)、(3)式可以得到六个位置的状态方程：
由公式(5)-(4)、(6)-(5)、(7)-(6)、(8)-(7)、(9)-(8)得：
将等式左边第一项移至右边，并同时除以得：
将其改写为矩阵形式为：
将其表示为：
M×C＝F (21)
上式中，矩阵M为已知值，由6个位置的加速度计的测量值组成，C＝[C1，C2，C3，C4，C5]为待求参数，F也是已知值，因此，C＝M-1F，这样，
由(22)可知：
将式(23)回代入式(4)中可得：
由此可得：
将式(25)代入式(23)，可依次求出Ky、Kz、Bx、By、Bz的值，完成加速度计的零偏和标度因数野外标定；
(2)地磁传感器的野外标定方法
地磁传感器在野外环境下标定原理和模型与加速度计相同，标定方法同上述加速度计的野外标定方法；
(3)陀螺仪野外标定方法
陀螺仪敏感不到地球自转角速度(ωie＝15.0411°/h)，其输出约为零，采用六位置标定编排，位置1时陀螺仪的输出即可看作是其零偏，同理，位置2、位置3、位置4、位置5、位置6时陀螺仪的输出值均可看作是其零偏；为进一步精确，可以将6个位置的陀螺仪的输出取平均值作为其零偏。
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