[发明专利]海洋和航空重力仪平台静态水平倾角的测量方法

说明书

本发明公开了一种海洋和航空重力仪平台静态水平倾角的测量方法，过程为：在海洋/航空重力仪平台无控制的情况下，调整海洋/航空重力仪平台中重力测量平台的台面使其保持水平并锁紧；采集惯性测量单元中三个加速度计测量的数据；解除对重力测量平台的锁紧，在重力测量平台的台面与水平面存在偏角的情况下，采集惯性测量单元中三个加速度计测量的数据，根据最小二乘法计算重力测量平台x轴与水平面的夹角β、重力测量平台y轴与水平面的夹角α。本发明使用重力仪平台本身的惯性测量单元就能实现重力仪平台平台静态水平倾角测量的目的，不需要额外的测量装置，节约成本，操作简单，对光学条件和测量环境要求低。

技术领域

本发明涉及重力仪平台水平倾角测量领域，具体涉及一种海洋和航空重力仪平台静态水平倾角的测量方法。

背景技术

海洋/航空重力仪平台能够为重力仪提供稳定的水平基准，以保证重力传感器在工作中保持稳定的垂直指向。

海洋/航空重力仪平台静态水平倾角测量是平台初始姿态误差标定中不可或缺的重要过程，也是平台控制精度的重要判断依据。光学自准直仪是利用光学自准直原理，用于小角度测量的重要测量仪器，在平台式海洋重力仪的静态姿态精度检测中发挥着重大作用。但光学自准直仪的使用需要比较好的光学环境，而且对测量装置旋转轴线与自准直仪测量线的平行度、与反光面平行度、反光面的平面度、自准直仪出射光束平行度、反光面与自准直仪中心对准情况等环境要求较高，操作比较复杂，耗费时间长。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种操作简单、对工作环境要求低的海洋和航空重力仪平台静态水平倾角的测量方法。

本发明采用的技术方案是：一种海洋和航空重力仪平台静态水平倾角的测量方法，包括以下步骤：

步骤1：在海洋/航空重力仪平台无控制的情况下，调整海洋/航空重力仪平台中重力测量平台的台面使其保持水平并锁紧；

步骤2：采集惯性测量单元中三个加速度计Ax、Ay、Az测量的数据，用向量分别记为a_x0、a_y0、a_z0；

步骤3：利用向量a_x0、a_y0、a_z0，根据最小二乘法分别标定出加速度计Ax的零偏加速度计Ay的零偏和加速度计Az的零偏与当地重力值g之和

步骤4：解除对重力测量平台的锁紧，启动海洋/航空重力仪平台的控制系统，控制重力测量平台转动，使重力测量平台的台面偏离水平位置；

步骤5：在重力测量平台的台面与水平面存在偏角的情况下，采集惯性测量单元中三个加速度计Ax、Ay、Az测量的数据，用向量分别记为a_x、a_y、a_z，向量a_x的每个元素减去加速度计Ax的零偏得到的向量记为向量a_y的每个元素减去加速度计Ay的零偏得到的向量记为向量a_z的每个元素减去加速度计Az的零偏和当地重力值g之和，得到的向量记为

步骤6：利用向量根据最小二乘法计算当地重力值的估计值g^*；

步骤7：利用向量和当地重力的估计值g^*，根据最小二乘法计算重力测量平台x轴与水平面的夹角β；利用向量和当地重力估计值g^*，根据最小二乘法估计出平台y轴与水平面的夹角α。