[发明专利]一种复合测量装置的现场标定方法及系统

说明书

本发明提供一种复合测量装置的现场标定方法及系统，该方法包括：在复合测量装置上电静置第一预设时长后，采集三轴MEMS陀螺静态输出，确定所述三轴MEMS陀螺的零位漂移估计值，所述零位漂移估计值为所述三轴MEMS陀螺静态在第二预设时长内输出的平均值；所述复合测量装置在X轴、Y轴和Z轴分别转动预设角度后，获取所述三轴MEMS陀螺补偿所述零位漂移估计值后的输出；基于单轴FOG输出作为基准值，根据所述三轴MEMS陀螺补偿所述零位漂移估计值后的输出对三轴陀螺标度误差进行卡尔曼滤波估计，得到所述三轴MEMS陀螺标度误差估计值。本发明实现了复合测量装置的现场标定。

技术领域

本发明涉及惯导技术领域，尤其涉及一种复合测量装置的现场标定方法及系统。

背景技术

三轴MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)陀螺/单轴FOG陀螺(Fiber Optical Gyroscope，光纤陀螺)复合测量装置的实验室方法需要高精度测试设备并且标定流流程复杂。以文献《带斜置元件的光纤陀螺捷联惯组标定方法》为例，现有技术给出了一种具有斜置陀螺和加速度计的光纤陀螺捷联惯组标定方法，以高精度转台为基准，属于传统分立标定法，主要包括动态角速率标定和静态多位置测试。标定流程复杂并且依赖高精度测试基准，因此，不能直接应用于现场标定。

发明内容

本发明实施例提供一种复合测量装置的现场标定方法及系统，以解决复合测量装置的现场标定的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种复合测量装置的现场标定方法，其特征在于，包括：

在复合测量装置上电静置第一预设时长后，采集三轴MEMS陀螺静态输出，确定所述三轴MEMS陀螺的零位漂移估计值，所述零位漂移估计值为所述三轴MEMS陀螺静态在第二预设时长内输出的平均值；

所述复合测量装置在X轴、Y轴和Z轴分别转动预设角度后，获取所述三轴MEMS陀螺补偿所述零位漂移估计值后的输出；

基于单轴FOG输出作为基准值，根据所述三轴MEMS陀螺补偿所述零位漂移估计值后的输出对三轴陀螺标度误差进行卡尔曼滤波估计，得到所述三轴MEMS陀螺标度误差估计值。

可选的，所述基于单轴FOG输出作为基准值，根据所述三轴MEMS陀螺补偿所述零位漂移估计值后的输出对三轴陀螺标度误差进行卡尔曼滤波估计，得到所述三轴MEMS陀螺标度误差估计值，包括：

建立卡尔曼滤波的状态方程和观测方程，对系统的状态变量进行估计；

所述状态方程为X_k＝X_k-1+W_k-1，X＝[S_x S_y S_z]为状态变量向量；W_k-1是系统噪声序列；

所述观测方程为：

H₁＝[cosαcosβ cosαsinβ sinα]；

H＝H₁H₂；

Z＝H₁H₂-w_f＝HX；

α是单轴FOG敏感轴相对三轴MEMS陀螺体坐标系高度角，β是单轴FOG敏感轴相对三轴MEMS陀螺体坐标系方位角，w_ibx、w_iby和w_ibz分别是三轴MEMS陀螺补偿所述零位漂移估计值后输出，w_f是单轴FOG输出，H阵即为测量矩阵，Z是观测值。

可选的，所述预设角度大于360°。