[发明专利]一种补偿陀螺标度因数对旋转调制罗经方位对准影响方法

权利要求书

1.一种补偿陀螺标度因数对旋转调制罗经方位对准影响方法，其特征在于：包括下列步骤：

(1)罗经方位对准；

(2)天向误差对旋转调制罗经方位对准的影响计算；

(3)水平误差对旋转调制罗经方位对准的影响计算；

(4)减小陀螺标度因数误差决策；

(5)消除陀螺标度因数误差决策，具体为：由于旋转调制罗经方位对准误差与旋转角速率有关，因此，采用正反转的方式，来消除标度因数误差的影响，正反转消除标度因数误差的策略为IMU的Z轴先以ω_r的角速率正向旋转，并进行罗经方位对准，此时，对准的结果为

其中，为载体真实方位角；

之后，IMU的Z轴再以ω_r的角速率逆向旋转，并进行罗经方位对准，则对准结果为

从而有

如果由于时间限制导致罗经方位对准收敛时间不够，可采取将IMU数据存储下来并进行姿态逆向解算的方法，加快收敛速度；

(6)将步骤(5)计算得到的结果代入对准解算过程，使系统实时连续地输出载体的姿态、速度和位置的对准信息，直至对准任务结束。

2.根据权利要求1所述的一种补偿陀螺标度因数对旋转调制罗经方位对准影响方法，其特征在于：所述的罗经对准具体如下：基于经典控制理论推导出罗经方位对准系统的特征方程为

其中，为舒勒频率，g为重力加速度，R为地球半径，K₁、K₂为北向水平回路的设计参数，K₃，K₄为罗经回路控制环节的参数。

3.根据权利要求1所述的一种补偿陀螺标度因数对旋转调制罗经方位对准影响方法，其特征在于：所述的天向误差对旋转调制罗经方位对准的影响计算具体如下：旋转角速率误差Δω与旋转调制转速及标度因数有关，对于高精度惯导，其标度因数小于30ppm，这里取10ppm，转动角速度取36°/s，T_d取500，则此时由陀螺标度因数误差产生的方位误差为

其中，T_d为二阶系统的阻尼震荡周期，ΔS为标度因数误差且为恒定值，ω_r为旋转角速度。

4.根据权利要求1所述的一种补偿陀螺标度因数对旋转调制罗经方位对准影响方法，其特征在于：所述的水平误差对旋转调制罗经方位对准的影响计算具体如下：载体倾斜时陀螺标度因数误差投影在水平面上的误差会对方位造成影响，假设横滚角γ＝1°，其余两个角为0，陀螺标度因数误差为10ppm，旋转角速度为36°/s，则产生的等效东向陀螺漂移为

ε_E＝C₁₃·ΔS·ω_r≈0.0226°/h (3)

其中，C₁₃为姿态转移矩阵的元素；

对于高精度捷联惯导来说，这已经是一个较大的陀螺漂移，此时假设载体所在纬度为北纬45°，则该等效陀螺漂移产生的方位误差为

其中，ω_ie为地球自转角速率，L为当地地理纬度。