[发明专利]半球谐振陀螺的输出补偿方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及惯性导航技术领域，尤其涉及半球谐振陀螺的输出补偿方法和系统。 

背景技术

HRG（Hemispherical Resonant Gyro，半球谐振陀螺）是一种新型高精度、可靠性高的惯导级固态波陀螺，具有体积小、重量轻、功耗低、启动快、抗辐射能力强、抗冲击振动性良好、寿命长等优点，广泛应用在卫星、空间飞行器等惯性导航系统中。 

惯性导航系统的工作精度主要取决于HRG的输出精度，也就是HRG的角速度精度，而输出漂移，也就是HRG的角速度漂移是造成HRG输出误差的原因，因此对建立漂移模型以及补偿方法的研究具有十分重要的意义。目前，国内外关于HRG谐振子质量分布不均匀、激励系统误差、振型角测量系统结构误差、温度场变化以及基座高频振动所产生的漂移做了很多研究工作。 

本发明的发明人在对HRG单表进行速率标定，以及对组合系统进行多位置的安装误差标定过程发现，当标定完成后，将IMU（Inertial MeasurementUnit，惯性测量单元）停在标定点位置，HRG输出误差较大，这种情况说明重力场能够使HRG产生输出漂移，在HRG实际使用中，重力以及载体运动加速度不可避免地作用到HRG本身，影响HRG的输出精度。然而，关于加速度导致的HRG输出漂移的研究却相对空白，因此有必要提供一种HRG的输出补偿方法和系统，确定出HRG的加速度矢量与HRG的输出漂移量之间的关系——加速度漂移模型后，可以通过计算出的输出漂移量对HRG的输出进行补偿，从而提高HRG的输出精度。 

发明内容

本发明的发明目的在于提供了一种HRG的输出补偿方法和系统，可以根据建立的HRG的加速度漂移模型对HRG的输出进行补偿，提高HRG的输出精度。 

根据本发明的一个方面，提供了一种半球谐振陀螺的输出补偿方法，包括： 

测量所述半球谐振陀螺的加速度矢量，并根据测量的加速度矢量，以及预先确定的加速度漂移模型，计算出所述半球谐振陀螺的输出漂移量； 

根据计算出的所述半球谐振陀螺的输出漂移量，对所述半球谐振陀螺的输出进行补偿。 

进一步，所述加速度漂移模型具体为： 

ϵ=K1(aigxg)2+(aigyg)2sin[arctan(aigxgaigyg)-ψ0]]]>    （公式1） 

其中，ε为所述半球谐振陀螺的输出漂移量；分别为所述半球谐振陀螺的加速度矢量中的沿所述半球谐振陀螺的谐振子的纬线和经线方向的加速度分量；K₁为一次谐波系数；ψ₀为所述半球谐振陀螺在所述加速度矢量下其谐振子在平衡位置的振型角发生偏移量的大小。 

根据本发明的另一个方面，还提供了一种半球谐振陀螺的加速度漂移模型建立方法，包括： 

对于预先设定的每组谐振子参数值，确定该组谐振子参数值下所述半球谐振陀螺的输出漂移量；其中，所述谐振子参数值包括：所述谐振子的振型角和振幅； 

根据所述半球谐振陀螺的加速度矢量与谐振子参数值的函数关系，以及在每组谐振子参数值下确定出的所述半球谐振陀螺的输出漂移量，确定出所述半球谐振陀螺的加速度矢量与所述半球谐振陀螺的输出漂移量之间的关系，作为所述加速度漂移模型。