[发明专利]一种基于实际采集传感器数据的钻铤姿态测量方法

权利要求书

1.一种基于实际采集传感器数据的钻铤姿态解算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)根据钻铤的运动过程及传感器数据特性，对加速度计数据进行低通滤波；

(b)使用钻铤静止时数据估计加速度计零偏；

(c)根据(b)结果补偿加速计零偏，对钻铤旋转运动阶段加速度计输出进行修正；

(d)计算相应时间序列下钻铤的磁工具面角MHS及重力在重力在钻铤的投影；

(e)计算相应时间序列下的井斜工具面角INCMHS和井斜角INC。

2.根据权利要求1所述的钻铤姿态解算方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述加速度计的有效数据集中于低频6Hz之内。

3.根据权利要求2所述的钻铤姿态解算方法，其特征在于，在步骤(a)中，选用切比雪夫I型滤波器对所述数据进行滤波，其中通带上限频率为ω_p＝15Hz，阻带下限频率为ω_s＝20Hz，通带和阻带对应的最大衰减系数分别为：a_p＝0.5dB,a_s＝20dB。

4.根据权利要求3所述的钻铤姿态解算方法，其特征在于，在步骤(a)中，其中所述切比雪夫I型滤波器的传递函数为

5.根据权利要求1所述的钻铤姿态解算方法，其特征在于，在步骤(b)中钻铤运动过程可知前20s内钻铤处于静止状态。

6.根据权利要求5所述的钻铤姿态解算方法，其特征在于，在步骤(b)中的零偏估算过程为：对于加速度计在钻铤运动过程中不可避免的存在振动加速度a_v，由传感器配置，x轴和y轴上都分别反正有两个加速度计，旋转中加速度计测量到的比力可以表示为：

f_x+＝a_x+a_v,x++▽_0,x++▽_1,x+

f_x-＝-a_x+a_v,x-+▽_0,x-+▽_1,x-

f_y+＝a_y+a_v,y++▽_0,y++▽_1,y+

f_y-＝-a_y+a_v,y-+▽_0,y-+▽_1,y-，

其中，a_x和a_y分别是x轴和y轴真实要测量的加速度，a_v,x和a_v,y分别是x轴和y轴加速度计测得的振动加速度，▽_0,x和▽_0,y为加速计每次启动后常值零偏，随机零偏▽_1,x和▽_1,y为白噪声，联立不定方程组，并在线性空间内拟合求可对加速度计零偏进行估算。

7.根据权利要求1所述的钻铤姿态解算方法，其特征在于，在步骤(d)中，计算方式为：

8.根据权利要求7所述的钻铤姿态解算方法，其特征在于，在步骤(d)中，重力在钻铤的投影G_p：

9.根据权利要求1所述的钻铤姿态解算方法，其特征在于，在步骤(e)中，计算方式为：