[发明专利]一种使用正交双置陀螺仪矫正零偏的方法

权利要求书

1.一种使用正交双置陀螺仪矫正零偏的方法，其特征在于：将两个参数相同的单轴陀螺仪A和陀螺仪B的测量轴相互垂直的刚性连接在一起，初始条件时，陀螺仪A的测量轴和z轴平行，陀螺仪B的测量轴和x轴平行，两个陀螺仪的测量轴所在的平面的法线为y轴，沿两个测量轴所在平面的法线方向y轴给陀螺仪施加一个恒定的转速ω₀，分别测量陀螺仪A和陀螺仪B在x轴上的角速度ω_x或y轴上的角速度ω_y，当陀螺仪A和陀螺仪B测量在z轴上角速度ω_z时，得到的陀螺仪A和陀螺仪B原始测量值分别是：

A_z＝ω_z·cos(ω₀t)+a；

B_z＝ω_z·sin(ω₀t)+b；

其中a为陀螺仪A的瞬时零偏，b为陀螺仪B的瞬时零偏；

对测量值A_z和B_z同ω₀的两个正交分量cos(ω₀t)、sin(ω₀t)做如下运算：

A_z·cos(ω₀t)+B_z·sin(ω₀t)

＝ω_z+a·cos(ω₀t)+b·sin(ω₀t)；

当ω₀远大于ω_z时，对以上运算结果进行低通滤波，即得到没有零偏误差的ω_z值；

当陀螺仪A和陀螺仪B测量在x轴上的角速度ω_x时，得到的陀螺仪A和陀螺仪B的原始测量值分别是：

A_x＝-ω_x·sin(ω₀t)+a；

B_x＝ω_x·cos(ω₀t)+b；

对测量值A_x和B_x同ω₀的两个正交分量cos(ω₀t)、sin(ω₀t)做如下运算：

A_x·sin(ω₀t)-B_x·cos(ω₀t)

＝-ω_x+a·sin(ω₀t)+b·cos(ω₀t)；

当ω₀远大于ω_x时，对以上运算结果进行低通滤波并取反，即得到没有零偏误差的ω_x值；

当在x轴上、z轴上同时存在ω_x和ω_z时，得到的陀螺仪A和陀螺仪B的原始测量值分别是：

A＝-ω_x·sin(ω₀t)+ω_z·cos(ω₀t)+a；

B＝ω_x·cos(ω₀t)+ω_z·sin(ω₀t)+b；

对测量值A和B同ω₀的两个正交分量cos(ω₀t)、sin(ω₀t)做如下运算：

A·cos(ω₀t)+B·sin(ω₀t)

＝ω_z+a·cos(ω₀t)+b·sin(ω₀t)；

当ω₀远大于ω_z时，对以上运算结果进行低通滤波，即可得到没有零偏误差的ω_z值；

A·sin(ω₀t)-B·cos(ω₀t)

＝-ω_x+a·sin(ω₀t)+b·cos(ω₀t)；

当ω₀远大于ω_x时，对以上运算结果进行低通滤波，即可得到没有零偏误差的ω_x值。

2.根据权利要求1所述的一种使用正交双置陀螺仪矫正零偏的方法，其特征在于：通过正交乘法并求和滤波后计算得到无偏差的ω_x和ω_z和原始测量值进行运算，得到测量数据中的本次测量的瞬时零偏a和b，将本次测量的瞬时零偏a和b做累积平均，求出平均瞬时零偏和作为下次测量的瞬时零偏参考值，再将实际测量值与平均瞬时零偏和相减，得到偏差更小的测量值；以偏差更小的测量值进行正交运算和低通滤波，以此方式反复迭代进一步提高测量值的准确度。