[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

说明书

本发明公开了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，属于导航领域。该方法在转速恒定条件下，将标度因数误差引起的角速度误差等效成Z轴向的陀螺漂移，之后将该误差投影到天向和东向，同时分析这两项误差对旋转调制罗经方位对准的影响，并推导出相应的误差公式。最后推导出陀螺标度因数误差对旋转调制罗经方位对准影响的总误差公式。本发明提出了可通过降低转速来减小标度因数误差的影响，也可以通过正反转的方式来消除标度因数引起的对准误差。该方法实现了罗经方位对准的性能提升，在很大程度上可以保证导航系统的性能，具有很高的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及一种罗经方位对准性能提升方法，特别是涉及一种补偿陀螺标度因数对旋转调制罗经方位对准影响的方法，属于导航领域。

背景技术

罗经方位对准是一种利用“罗经效应”、基于经典控制理论的自对准方法。罗经初始对准分为水平调平和方位对准两个阶段，一般来讲，水平对准速度快、精度高，难度较小，而方位对准是在水平调平的基础上进行的，是整个对准过程的关键和难点。近些年，旋转调制技术蓬勃发展，因此，许多研究者将旋转调制技术引入到捷联惯导的初始对准中，以消除惯性器件常值漂移对初始对准的影响。而在研究旋转调制罗经方位对准时，标度因数误差在旋转调制罗经方位对准中，其影响较大，并不能简单的忽略。因此，分析陀螺标度因数对旋转调制罗经方位对准影响之后，提出在特定条件下，采用正反转技术，消除陀螺标度因数误差对寻北精度的影响，可以提高系统的对准精度，具有重要的工程应用价值。

现有的罗经方位对准性能提升方法，采用旋转调制技术，以消除惯性器件常值漂移对初始对准的影响。张义等人在《舰船捷联惯性系统初始对准技术研究》一文中，采用一种旋转调制罗经方位对准方法，将旋转调制等效东向陀螺漂移调制成正弦信号，并且分析了该信号在罗经方位对准下的响应波特图，分析了衰减情况，并且分析了水平条件下旋转调制对罗经方位对准的影响。王海涛等人在《光纤陀螺捷联惯导系统罗经法初始对准研究》一文中，研究了旋转调制下，倾斜条件对罗经方位对准的影响。在传统的非旋转调制情况下，静基座或者晃动基座条件下，捷联惯导主要的标度因数误差产生的角速度误差较小，或者在晃动条件下被抵消，因此，忽略了标度因数误差。而在研究旋转调制罗经方位对准时，标度因数误差在旋转调制罗经方位对准中，其影响较大，并不能简单的忽略，否则可能会对初始对准结果造成较恶劣的影响。综上所述，陀螺标度因数误差对对准产生较大影响，不可以简单忽略。并且针对这一问题，可通过降低转速来减小标度因数误差的影响，也可以通过正反转的方式来消除标度因数引起的对准误差。

发明内容

本发明提供了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，目的在于有效地提高系统对准性能的补偿陀螺标度因数对旋转调制罗经方位对准的影响。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括下列步骤：

(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；

(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。

本发明提供的方法还进一步包括：

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；