[发明专利]一种高可靠性惯性方位保持方法

说明书

技术领域

本发明涉及平台式惯性导航系统方位保持方法，具体涉及一种高可靠性惯性方位保持方法。

背景技术

现有的平台式惯性导航系统主要有三只环体或者两只环体两种结构，无论采用哪种结构式，都要采用3只挠性陀螺、3只加速度计或者2只挠性陀螺、2只加速度计，组成跟踪地理坐标系的平台系统，利用陀螺的进动性，对陀螺进行施距控制，使一只陀螺的旋转轴的轴线始终保持在当地地理坐标系O-XoYoZo的OXoYo水平面，同时使得该只陀螺的旋转轴的轴线始终指向地理北向，这种系统存在当组成系统的子系统或零部件产生故障后易造成严重事故的可靠性低的缺陷，如果采用两套同样的系统进行并联，又存在成本高、系统庞大的缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是采用一种高可靠性惯性方位保持系统，以解决可靠性低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高可靠性惯性方位保持方法，在该方法中采用惯性方位保持系统，所述惯性方位保持系统包括一个方位环、一个纵摇环、解算器、DA补偿器Ⅰ、DA补偿器Ⅱ、水平电机、方位电机、子系统Ⅰ、子系统Ⅱ和子系统Ⅲ；

子系统Ⅰ包括一只陀螺Ⅰ、一只加速度计Ⅰ和AD采集器Ⅰ；

子系统Ⅱ包括一只陀螺Ⅱ、一只加速度计Ⅱ和AD采集器Ⅱ；

子系统Ⅲ包括角度采集器和固定在载体上的角度传感器组件，角度传感器组件包括旋转变压器、加表传感器和倾角传感器；

该方法包括如下步骤：

步骤一,加速度计Ⅰ检测陀螺Ⅰ的加速度信号并输出；

步骤二，AD采集器Ⅰ采集步骤一的输出信号并转化后输出数字信号Ⅰ到解算器；

步骤三,加速度计Ⅱ检测陀螺Ⅱ的加速度信号并输出；

步骤四，AD采集器Ⅱ采集步骤三的输出信号并转化后输出数字信号Ⅱ到解算器；

步骤五，旋转变压器检测载体纵轴在水平面的投影与地理子午线之间的旋变读角ψ_xb并输出，加表传感器检测载体纵轴与纵向水平轴之间的俯仰角θ并输出，倾角传感器检测载体纵向对称面与纵向铅垂面之间的横滚角γ并输出；

步骤六，角度采集器采集步骤三输出的变读角ψ_xb、俯仰角θ和横滚角γ的三个角度信号并分别转化，然后将转换后的数字信号Ⅲ输入解算器；

步骤七，解算器根据输入的数字信号Ⅰ和数字信号Ⅲ进行解算，然后输出相应的数字信号Ⅳ到DA补偿器Ⅱ；

步骤八，DA补偿器Ⅱ根据输入的数字信号Ⅳ产生驱动水平电机的电流，水平电机驱动纵摇环旋转，使得陀螺Ⅰ的旋转轴的轴线始终保持在当地地理坐标系O-X_oY_oZ_o的OXoYo水平面；

步骤九，解算器根据输入的数字信号Ⅱ和数字信号Ⅲ进行解算，然后输出相应的数字信号Ⅴ到DA补偿器Ⅰ；

步骤十，DA补偿器Ⅰ根据输入的数字信号Ⅴ产生驱动方位电机的电流，方位电机驱动方位环旋转，使得陀螺的旋转轴的轴线始终指向地理北向。

作为本发明的一种优选方案，上述步骤九中，解算器根据输入的数字信号Ⅱ和数字信号Ⅲ按照下式解算方位角ψ，然后输入与方位角ψ相应的数字信号Ⅴ到DA补偿器Ⅰ：

ψ=ψ₂×a+ψ₁×b

且：a+b=1

式中：

ψ₁为子系统Ⅱ单独工作时，解算器采用常规方法解算得到的方位角；

ψ₂为子系统Ⅲ单独工作时，根据数字信号Ⅲ解算得到的修正计算得到方位角修正公式: