[发明专利]基于样条插值迭代修正的激光惯组系统级温度补偿方法

说明书

本发明提供了基于样条插值迭代修正的激光惯组系统级温度补偿方法：(1)、获取预设的温度范围内不同温度点对应的陀螺和加速度计零偏和标度因数；(2)、采用三次样条插值法，建立陀螺和加速度计零偏和标度因数初始温度模型；(3)、对所获取的陀螺和加速度计脉冲输出值进行离线补偿；(4)、根据补偿后的陀螺和加速度计脉冲输出值，计算补偿后每个温度点对应的零偏和标度因数；(5)、建立陀螺和加速度计零偏和标度因数的二次温度模型；(6)、将初始温度模型、二次温度模型进行归一化处理，得到陀螺和加速度计零偏和标度因数优化温度模型；(7)、利用优化温度模型对陀螺和加速度计的实测脉冲输出值进行离线补偿并输出。本发明提高了激光惯组系统精度。

技术领域

本发明涉及一种基于样条插值迭代修正的激光惯组系统级温度补偿，属于激光惯导技术领域。

背景技术

激光惯组已成功应用于运载火箭、卫星、飞机、船舶以及其它民用领域，为运载火箭、卫星、飞机、船舶等提供角速度和加速度信息，是其关键设备。当前对于激光惯组的启动时间要求越来越高，而惯组的稳定时间又与惯性仪表的精度有关。温度变化是影响惯性仪表性能和稳定时间主要的外界因素，因此缩短惯组启动时间的关键在于惯性仪表的温度误差补偿技术研究。

针对激光惯组惯性仪表的温度误差，现有采用的措施分为温度控制和软件补偿两种。温度控制中心思想是控制惯性仪表的工作环境保持恒定，但是温控方案必须添加温控电路使得系统体积和质量增加，热功率大，并且系统的预热时间长。为保证启动时间，常用软件补偿的方式，建模的主要方法有最小二乘法、逐步回归法、神经网络法。其中最小二乘法只有在样本曲线单调无明显波动的情况下才能达到较高的拟合精度。逐步回归法的多样性，每个仪表对应方程所含的变量也不一定相同，并不适用于大规模的工程应用。神经网络法需要建立在大量的样本数据的基础上，对于实时补偿的算法要求很高，并且需要有足够的时间来运行复杂的算法。

原有的惯性仪表的温度补偿方案是将陀螺仪或加速度计仪表安装于具体工装上，放置于温箱内，采用恒温试验或变温试验实现对仪表温度影响输出量的充分激励，根据采集的仪表输出与温度建立仪表零位温补模型，从而进行零位温度误差补偿。然而惯组内的工作环境更复杂，各仪表之间的热干扰再加上安装误差的影响，所建模型并不一定能很好地匹配惯组的实际工作情况，从而导致模型不准确，温度补偿效果不明显、精度不够等问题。况且各诸元的温度特性曲线并不一定严格单调，可能存在一定的波动，而最小二乘法拟合时常忽略掉这些波动点，拟合精度不高，改进的分段线性拟合法在分段节点处并不光滑连续，拟合精度不高对应补偿效果一般，可满足一般激光惯组的性能和启动时间要求，但无法满足新型高精度惯组。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种容易实现的激光惯组全参数系统级温度补偿方法，解决传统温度补偿试验繁多，测试效率低，耗时的问题，同时减少建模拟合误差所引起的补偿精度误差。

本发明的技术解决方案是：基于样条插值迭代修正的激光惯组系统级温度补偿方法，该方法包括下列步骤：

(1)、对惯组整机进行温补试验，获取预设的温度范围内不同温度点对应的陀螺和加速度计脉冲输出值，并根据陀螺和加速度计脉冲输出值计算每个温度点对应的陀螺和加速度计零偏和标度因数；

(2)、采用三次样条插值法，建立陀螺和加速度计零偏和标度因数初始温度模型；

(3)、采用陀螺和加速度计零偏和标度因数初始温度模型，对步骤(1) 所获取的陀螺和加速度计脉冲输出值进行离线补偿；

(4)、根据补偿后的陀螺和加速度计脉冲输出值，计算补偿后每个温度点对应的零偏和标度因数；

(5)、根据补偿后每个温度点对应的零偏和标度因数，采用三次样条插值法，建立陀螺和加速度计零偏和标度因数的二次温度模型；