[发明专利]捷联惯导光纤陀螺系统级误差参数现场标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种导航领域的标定方法。

背景技术

惯性导航系统是一种利用陀螺和加速度计测量载体角运动和线运动，经过积分运算求出载体瞬时姿态、速度和位置的导航设备，它完全依靠自身的敏感器件完成导航任务，无需依赖任何外界信息，也不向外辐射任何能量，是一种完全自主的导航系统，因此具有隐蔽性好、抗干扰、不受任何气象条件限制的优点。由于以上优点，它在航空、航天、航海和很多领域得到了广泛应用。

光纤陀螺具有精度高、启动快、动态范围大、抗振动冲击及成本低等优点，是惯性仪表领域的发展趋势。我国光纤陀螺的研制水平只能达到中低精度要求，由于光纤陀螺相关的光电器件在技术和数量上满足不了陀螺设计的总体要求，导致现有的光纤陀螺精度又无法满足长航时、高精度的要求，因此只能在之后的导航过程中，尽最大限度对器件误差进行软件补偿。

光纤陀螺标定技术本质上是一种误差补偿技术，是在捷联惯导系统工作之前，对光纤陀螺的标度因数误差，安装误差，陀螺零漂进行参数辨识，从而为导航过程中的软件补偿提供依据。目前，所使用的光纤陀螺标定方法主要为分立式标定方法和以速度为观测量的系统级标定方法。分立式标定方法存在标定时间长，标定精度过于依赖转台精度，数据处理量大等缺点。而以速度为观测量的系统级标定方法，滤波器状态方程的状态量较多，矩阵计算量大，占用大量的导航计算资源，对导航计算机的性能要求较高。然而采用高性能、计算主频高的导航计算机会增加整个捷联惯导系统的成本，给工程中的广泛使用带来问题。

发明内容

本发明的目的在于提供通过简单的姿态测量仪器，在光纤陀螺安装现场，快速标定出光纤陀螺的各项器件误差的捷联惯导光纤陀螺系统级误差参数现场标定方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明捷联惯导光纤陀螺系统级误差参数现场标定方法，其特征是：

(1)将需标定的光纤陀螺捷联惯性导航系统与现场提供的姿态测量辅助器件通过数据传输电缆相联通，确保光纤陀螺输出角速度测量值与姿态测量辅助器件输出的载体姿态角一致，并能够被计算机保存；

(2)光纤陀螺捷联惯导系统进行初始对准，确定陀螺所在坐标系的初始姿态，得到姿态四元数的初始值；

(3)将光纤陀螺捷联惯导系统和姿态测量辅助设备按预先设定好的标定路径进行转动，采集陀螺输出和姿态测量辅助设备的输出值；

(4)利用光纤陀螺出厂时提供的标度因数，将光纤陀螺输出值转换为陀螺所在坐标系相对于惯性系的角速度

(5)将带入捷联惯导方程中，得到光纤陀螺相对当地地理坐标系的转换矩阵

(6)根据姿态测量辅助设备提供的实时姿态角，得到真实的姿态转换矩阵T；

(7)通过与T的乘积，得到姿态误差矩阵

利用系统姿态误差角与姿态矩阵的关系

得到系统实时姿态误差角Z＝[φ_E φ_N φ_u]^T。

(8)将带入光纤陀螺系统级标定kalman滤波的状态方程中

X‾·(t)=A(t)X‾(t)+G(t)W‾(t)]]>