[发明专利]一种惯组标定用北向基准稳定性评估测试方法

说明书

技术领域

本发明属于惯性技术领域，具体涉及一种惯组标定用的北向基准稳定性评估测试方法，适用于在高精度惯性系统中对各种因素对北向基准漂移影响进行评估测试，以保证惯组标定数据的精度和可靠性，可应用于航天、航空、船舶等技术领域。

背景技术

惯组(也称为惯性测量组合或惯测组合)是敏感加速度和陀螺角速率的元件，用于为制导/导航等稳定系统提供测量信息，其精度是否满足设计技术指标要求，将直接关系到产品的性能。而标定系统提供的真北方向基准是否准确，是保证惯组标定数据精度的关键环节，因此需要对标定系统用的北向基准稳定性进行评估测试。

由于天文测量提供的北向(真北)基准具有精度高、可复观等特点，因此广泛地应用于航天部门的高精度惯性系统中。目前，对于北向基准，业内通常就是通过利用经纬仪等天文测量设备将北极星方位引入固定于地面墩位的棱镜上，作为惯组标定用的北向基准。标定时，惯组标定设备直接引用该北向基准，以完成测量。但是，由于大地脉动、墩位下沉、扭曲、环境温湿度变化、隔离墩上的支架与棱镜的固化材料、间隔时间等有关因素的变化，对北向基准均会带来误差漂移，从而使得标定值不够精确(高精度惯性系统对北向基准的精度要求一般不大于1′)，导致惯组的测量结果不可靠，无法满足产品的精度要求。

但是，目前没有用于对北向基准进行定期测试评估，以分析确定各种因素对北向基准漂移影响的测试方法。

发明内容

针对目前现有技术存在的问题或改进的需求，本发明提出一种惯组标定用北向基准稳定性评估测试方法，通过一个测量装置获得北向基准采集参数(误差漂移)并对其进行曲线拟合和建立数学模型，从而获得北向基准的稳定性评估结果。

为实现上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种惯组标定用北向基准稳定性评估测试方法，利用经纬仪、设置在墩位上的棱镜和带有棱镜的惯组标定设备转台进行北向基准误差漂移测量，实现稳定性评估测试，其特征在于，该方法包括如下具体步骤：

(1)利用经纬仪测量北极星方位获取真北方向，并将其引至墩位上的棱镜即北向基准棱镜镜面上并进行准直，即使经纬仪视准轴与该北向基准棱镜镜面法向平行，该北向基准棱镜准直后固定于墩位上以作为北向基准；

(2)利用所述经纬仪将上述北向基准棱镜确定的北向基准引至所述惯组标定设备转台上的棱镜即北向定位棱镜，并在该经纬仪与该北向定位棱镜镜面准直后作为惯组标定设备的定位北向；

(3所述惯组标定设备根据该定位北向进行多次北向基准数据采集，并经处理后即可获得北向基准的稳定性评估测试结果。

作为本发明的改进，所述北向数据采集的处理为曲线拟合，即将采集的多个北向数据进行一元三次方程拟合，得到北向基准误差漂移曲线，根据上述误差漂移曲线即可评估北向基准的稳定性。

作为本发明的改进，所述一元三次方程为：

y＝a+b1x+b2x²+b3x³

其中的自变量x为北向基准数据，因变量y为北向基准误差漂移，a、b1、b2和b3分别为零次项、1次项、2次项、3次项的系数，通过拟合计算得到。

作为本发明的改进，通过经纬仪、北向基准棱镜和惯组标定设备转台获得北向误差漂移值的具体过程为：

首先，通过经纬仪的旋转将真北方向引入北向基准棱镜，从而确定所述北向基准与所述真北方向差值为△＝360°-A0，其中A0为北向基准的角度即旋转后的真北方向的角度；

其次，确定惯组标定设备转台的定位北向与所述北向基准实际差值为：ΔA＝A1-A2，其中A1为经纬仪与北向基准棱镜镜面进行准直后的棱镜角度即北向基准方位角，A2为经纬仪与标定设备转台上的北向定位棱镜准直后测量的方位角；

最后，确定惯组标定设备转台定位北向的实际角度为△+ΔA，从而得到所述惯组标定设备转台的北向误差漂移值，即所述惯组标定设备转台的北向所处刻度值与所述实际角度△+ΔA的差值。

作为本发明的改进，所述北向基准棱镜固定于墩位上，该墩位固定在地面上。

作为本发明的改进，所述墩位上固定设置有支架，所述北向基准棱镜固定在该支架上。

作为本发明的改进，所述惯组标定设备转台可以为多个。