[发明专利]一种基于光纤陀螺的捷联惯导系统的标定方法

说明书

技术领域

本发明属于惯性导航技术领域，具体涉及一种基于光纤陀螺的捷联惯导系统的标定方法。

背景技术

惯性技术是一项涉及多学科的综合技术，它是惯性导航和惯性制导技术，惯性仪表技术，惯性测量技术以及有关系统和装置技术的统称。惯性测量单元是由光纤陀螺和加速度计构成，直接安装到载体上，它们分别敏感载体坐标系相对于惯性坐标系的角速率和比力矢量。用光纤陀螺测量的载体角速率计算姿态矩阵，从姿态矩阵中提取载体的姿态和航向信息，并用姿态矩阵把加速度计输出从载体坐标系变换到导航坐标系，然后解算速度、位置和方位等导航信息。

标定技术是用于确定惯性器件主要性能参数的测试技术，标定的前提是建立输入输出关系的数学模型，为了分离和计算有关的惯性仪表的参数，就需要做精密的测量和测试。通过分离和计算有关的惯性仪表的参数，利用专门的测试设备，标定出仪表和系统的误差项，代入陀螺仪和加速度计的模型中，并在导航解算过程中加以补偿，可以有效提高导航精度。

惯导系统标定主要是系统中的惯性仪表标定。主要包括陀螺仪和加速度计。它们是系统硬件中最关键的部件，加速度计敏感载体的加速度，陀螺仪敏感载体的姿态角速率，其性能直接关系到系统的一系列性能指标。

发明内容

本发明的目的在于提高光纤陀螺捷联惯导系统导航精度，提供了一种基于光纤陀螺的捷联惯导系统的标定方法。

实现本发明的技术方案如下：

一种基于光纤陀螺的捷联惯导系统的标定方法，具体步骤如下：

步骤一，将由光纤陀螺和加速度计构成的捷联惯导系统安装在液压转台的三个轴上，使惯导坐标与转台坐标基本一致；

步骤二，按三角波方式分别给转台各轴设置运动参数，驱动转台各轴以设定速率作正反向运动，同时采集三轴光纤陀螺的输出电压和加速度计的输出电压；

步骤三，根据所述运动参数，利用导航姿态解算算法，解算出三轴光纤陀螺的角速率和加速度计的比力信息；

步骤四，利用三轴光纤陀螺的输出电压和所述角速率，确定光纤陀螺静态误差模型的系数；利用三轴加速度计的输出电压和所述比力信息，确定加速度计标定模型的系数；实现捷联惯导系统的标定。

进一步地，本发明将三轴光纤陀螺输出电压记为N：

N＝[N_x,N_y,N_z]^T(1)

将三轴光纤陀螺的角速率记为w：

w＝[w_x,w_y,w_z]^T(2)

光纤陀螺静态误差模型如式(3)所示：