[发明专利]一种基于光纤陀螺的转台非正交度测试方法

权利要求书

1.一种基于光纤陀螺的转台非正交度测试方法，其特征在于：所述测试方法的步骤为：

1)转台结构与陀螺组件建模：

1、转台模型：建立转台模型并将转台结构分为外框方位、中框俯仰及内框横滚，并根据上述结构分别建立转台外框坐标系T1，中框坐标系T2，内框坐标系T3,陀螺三轴坐标系g系，其中g系是非正交坐标系；

从T1向T2转换，存在中框转轴与理想中框轴的夹角θ_y1和θ_z1，以及中框本身构建的水平面与外框旋转平面关于中框转轴的旋转角度，设为α₀，那么从T1系向T2系转换如下：

从T2向T3转换，存在内框轴与理想内框轴的夹角θ_x2和θ_z2，以及内框本身构建的水平面与中框平面关于内框转轴的旋转角度，设为β₀，那么从T2系向T3系转换如下：

2、陀螺组件模型:

单只陀螺的参数包括标度因数、零位偏置及敏感轴偏置角度，由三只陀螺构成的陀螺组件模型参数为12个，包括陀螺标度因数Kgx，Kgy，Kgz,陀螺安装偏角Ugxy，Ugxz，Ugyx，Ugyz，Ugzx，Ugzy，陀螺零偏Bgx0，Bgy0，Bgz0；

陀螺组件的数学模型如下：

其中：ω_x,ω_y,ω_z分别为三个相互正交坐标轴上的角速度输入；

N_gx，N_gy，N_gz分别为三个陀螺脉冲数输出；

2)转台旋转次序与模型

将步骤1)中的陀螺组件安装到三轴转台上，预先定义的X，Y和Z轴分别和转台的中框、内框和外框平行，旋转顺序依次为：

1、转台外框、中框、内框归零，Z轴指天，外框按照角速率±ω转动整圈，对应的陀螺组件输出为：

2、中框转至90°，外框、内框归零，Y轴指天，外框按照角速率±ω转动整圈，对应的陀螺组件输出为：

3、内框转至270°，外框、中框归零，X轴指天，外框按照角速率±ω转动整圈，对应的陀螺组件输出为：

4、中框转至180°，外框、内框归零，Z轴指地，外框按照角速率±ω转动整圈，对应的陀螺组件输出为：

5、中框转至270°，外框、内框归零，Y轴指地，外框按照角速率±ω转动整圈，对应的陀螺组件输出为：

6、内框转至90°，外框、中框归零，X轴指地，外框按照角速率±ω转动整圈，对应的陀螺组件输出为：

3)转台非正交度计算

结合步骤1)、2)，将求解出的三个陀螺标度因数带入可求出如下变量，见表1：

表1

由此，可以进一步确定以下变量的值：

U_gxy+θ_z2，θ_y1，U_gxz-β₀，U_gyx，θ_x2+α₀，U_gyz，U_gzx+β₀，U_gzy

同时，由于三个坐标轴的两两之间不正交度的关系，只有三个自由度，因此还具备如下约束条件：

U_gxy+U_gyx＝A

U_gxz+U_gzx＝B

U_gyz+U_gzy＝C

其中：A、B、C对于同一套陀螺组件是固定值，可以事先标定精确得到，进一步可以确认变量θ_z2的值，因此可计算出转台转轴之间的不正交角为：θ_y1，θ_x2+α₀，θ_z2，其中θ_x2与α₀耦合。