[发明专利]一种大深度下潜三轴加速计的零偏测试方法

说明书

本发明公开了一种大深度下潜三轴加速计的零偏测试方法，该方法将待测试的三轴加速计固联到带温箱的三轴转台上；温箱的温度变化分为n段，并逐渐递减，n为正整数；其中，第1段为保温段，第2到第n段为测试段，每个测试段都由变温段和温度不变的过渡段组成；在每个过渡段，令三轴加速计按照设定的位置转动，根据三轴加速计输出数据计算三轴加速计的三轴零偏。本发明能够缩短试验时间，而且考虑加速计大深度下潜过程中温度下降的过程，从而保证惯导中三轴加速计零偏测试的准确性。

技术领域

本发明涉及加速计零偏测试技术领域，具体涉及一种大深度下潜三轴加速计的零偏测试方法。

背景技术

在自主式水下潜器(AUV，Autonomous Underwater Vehicle)执行下潜任务时，其下潜过程为：AUV预热2小时左右，然后大深度螺旋下潜，下潜深度超过6000米，下潜时间4小时左右，然后再执行长时间海底探测任务。AUV在下潜过程中没有全球导航卫星系统(GNSS)和DVL(多普勒测速仪)传感器等传感器组合，仅依靠光纤捷联惯性导航系统单独工作，即工作在纯惯性导航状态。惯导系统对准完成后，理论上惯导的水平姿态精度取决于加速度计零偏估计误差。

AUV在螺旋下潜过程中，捷联惯性导航系统的温度先上升后下降，最后趋于稳定，同时涉及到不同的位置方向，都会对加速计零偏产生影响。综上对于大深度AUV所用的加速度计零偏各项异性要进行严格的筛选并进行温度补偿。

在已有的文献中有关于加速度计零偏的计算方法和零偏温度拟合补偿方法，相对于单个加速度计温场分布均匀，惯导的三个加速度计温场分布更为复杂。文献1(FOG捷联惯导系统误差标定和误差补偿技术研究，哈尔滨工程大学，2006，罗超，22页)、专利1(一种捷联惯导系统零位标定方法CN 103234560 B)和专利2(一种MEMS陀螺仪g值敏感系数的标定方法CN 106705995 A)中均提到计算零偏的方法，分别是加速度计的轴朝向不同方向然后计算均值，只考虑了加速度计零偏的安装误差，并且默认加速度计零偏不随位置朝向发生变化，也没有考虑温度变化对其影响。然而通过24位置标定试验计算，零偏一致性差的加速度计在不同朝向的零偏误差较大。

专利3(一种用于惯性导航系统的系统级二次温度补偿方法CN106595710A)所公开的方案，针对冷态启动、快速导航的应用条件，进行冷态启动的测试，只考虑了升温对零偏的影响，试验过程没有考虑温度下降的变温过程。试验时间长，至少需要56小时。

专利4(一种高精度石英加速度计的温控装置及其温控方法，CN108363430A)采用的是三个互相正交的石英加速度计，表壳外部分别贴上升温的加热片及温度传感器，表壳内部也分别贴上温度传感器，并用隔热罩隔绝外部环境的热交换，采用壳级温控及芯片温补的技术方案。该方案采用了隔热罩，隔热罩虽然隔绝外部温度的影响，但是加速度计自身的热量也无法传导出去。而且，采用内外表壳贴温度传感器的方案，也降低了惯导的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种大深度下潜三轴加速计的零偏测试方法，能够缩短试验时间，而且考虑加速计大深度下潜过程中温度下降的过程，从而保证惯导中三轴加速计零偏测试的准确性。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种大深度下潜三轴加速计的零偏测试方法，包括：

将待测试的三轴加速计固联到带温箱的三轴转台上；温箱的温度变化分为n段，并逐渐递减，n为正整数；其中，第1段为保温段，第2到第n段为测试段，每个测试段都由变温段和温度不变的过渡段组成；

在每个过渡段，令三轴加速计按照设定的位置转动，根据三轴加速计输出数据计算三轴加速计的三轴零偏。

优选地，所述温箱的温度变化范围为10℃～40℃。

优选地，所述变温段的温度呈线性变化。