[发明专利]一种基于自准直跟踪的动基座姿态校准方法

说明书

本发明属于惯导系统姿态校准技术领域，具体涉及一种基于自准直跟踪的动基座姿态校准方法。将惯导系统安装在三轴摇摆台的内框台面上，使三轴摇摆台的外框转动激励惯导系统的航向角变化，中框转动激励惯导系统的俯仰角变化，内框转动激励惯导系统的横滚角变化；使动态自准直跟踪测量仪的目镜首先与北向基准镜自准直，记录下此时动态自准直跟踪测量仪的输出值；然后旋转动态自准直跟踪测量仪，使其与惯导系统方位基准镜自准直，再次记录下动态自准直跟踪测量仪的输出值，此时将北向基准镜的大地方位角引入到惯导系统方位基准镜上。本发明利用动态自准直跟踪测量仪的自动跟踪和动态测角功能，实现静态和动态条件下对惯导系统姿态的实时校准。

技术领域

本发明属于惯导系统姿态校准技术领域，具体涉及一种基于自准直跟踪的动基座姿态校准方法。

背景技术

随着科学技术尤其是电子技术和卫星计算机技术的发展，惯性导航、制导和控制有了较快的发展，精度越来越高。光学捷联惯导，如激光陀螺、光纤陀螺惯导已达到较高的精度，并在火箭、导弹、飞船和飞机上得到广泛应用。由于惯导系统工作时多为动态环境，姿态角度变化大、频率高，因此，如何在动态条件下对惯导系统的动态姿态精度进行测量和校准，就成为计量测试领域亟需解决的难题。

现有计量校准方法主要是利用静态天文基准，采用经纬仪、激光跟踪仪或光电自准直仪对此静态基准进行光学传递，再与被测目标建立几何角度联系，从而实现动态姿态测量。此方法局限性较大，例如目前市场上应用较广的经纬仪(全站仪)类仪器，其主要适用于静态测量，无动态采集和自准直功能；激光跟踪仪、相机单元、靶标单元组合测量系统采用图像测量方法，动态精度较低，且系统使用效率不高；光电自准直仪单独使用时测量值为角度相对变化量，无转位机构，使用范围受限。

发明内容

针对目前惯导系统动态姿态校准难题，本发明提出一种基于自准直跟踪的动基座姿态校准方法，以克服现有技术存在的上述不足。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种基于自准直跟踪的动基座姿态校准方法，步骤如下：

(1)将惯导系统安装在三轴摇摆台的内框台面上，调整安装位置，使其X轴、Y轴、Z轴与三轴摇摆台的内框轴、中框轴和外框轴对齐，从而使三轴摇摆台的外框转动激励惯导系统的航向角变化，中框转动激励惯导系统的俯仰角变化，内框转动激励惯导系统的横滚角变化；

(2)调整动态自准直跟踪测量仪的底座，使其工作于调平状态；手动或自动操作，使动态自准直跟踪测量仪的目镜首先与北向基准镜自准直，记录下此时动态自准直跟踪测量仪的输出值；然后旋转动态自准直跟踪测量仪，使其与惯导系统方位基准镜自准直，再次记录下动态自准直跟踪测量仪的输出值，此时将北向基准镜的大地方位角引入到惯导系统方位基准镜上；

(3)当三轴摇摆台摇摆时，动态自准直跟踪测量仪对惯导系统进行跟踪测量；同步采集动态自准直跟踪测量仪的俯仰角和方位角，惯导系统的俯仰角、横滚角和航向角；将动态自准直跟踪测量仪通过引入标准大地方位角和同步采样合成后的方位角作为方位标准值，将惯导系统同步时刻测量出的航向角作为被测值，两者的差值即为航向姿态误差；将动态自准直跟踪测量仪同步采样后的俯仰角与视准轴处于水平时角度的差作为水平角度标准值，将惯导系统同步时刻测量出的俯仰角和横滚角作为被测值，两者的差即为水平姿态误差。

所述的步骤(1)中X轴、Y轴、Z轴为北东地坐标系。

该方法在实验室条件下进行。

所述的航向姿态误差如公式(1)所示：

δ_z＝A_t-α′＝A_t-(A₀+α₁-360) (1)

式中：

δ_z——航向姿态误差；