[发明专利]一种利用单轴温箱转台对多个三轴陀螺同时标定的方法

说明书

一种利用单轴温箱转台对多个三轴陀螺同时标定的方法，首先误差模型的建立此标定方法主要适用于温度漂移为主要误差源的高精度陀螺，建立陀螺输出模型，此模型包括陀螺组件的零偏误差、刻度因子误差、安装误差，且其误差因子建立为随温度的三次(或二次)函数，通过建立的模型且根据建立输出值的补偿模型，包括随温度的零位补偿系数、刻度因子补偿系数、安装误差系数等，利用标定步骤记录的数据，进行数据处理，采用最小二乘法计算出各补偿系数的参数项，解算出温度补偿系数、零位补偿系数、刻度因子补偿系安装误差系数的随温度变化三次(或者二次)方程，并将其补偿到陀螺的输出中，完成三轴陀螺的温漂标定过程。

技术领域

本发明涉及惯性器件技术领域，特别涉及一种利用单轴温箱转台对多个三轴陀螺同时标定的方法。

背景技术

陀螺仪作为惯性导航系统中的关键器件之一，该组件完成对导航系统姿态的测量，直接决定了惯性导航系统理论上的精度，而高精度的标定是实现高精度测量的前提。

MEMS陀螺仪具有成本低、体积小、测量范围大、可靠性高和易于实现数字化等优点，但是MEMS陀螺存在测量精度低，噪声大等缺点，需要采取一些必要的措施以提高其精度，除优化机械结构，提高电子线路的性能，另一种有效途径是从应用的角度对其进行误差分析和补偿，提高系统测量精度。

为对误差进行补偿，需要两个重要因素：一是误差模型，二是误差模型参数的标定方法，前者是后者的基础。MEMS陀螺误差模型不仅与所使用的传感器本身误差有关，还与具体使用条件有关，这是因为有些误差在某些条件下所占比重很小，通常被忽略，因此误差模型的建立与这两个重要要素密切相关。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用单轴温箱转台对多个三轴陀螺同时标定的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种仅利用单轴温箱转台，适用于大量生产的易实现和推广、能够较精确实施的三轴陀螺标定方法。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：一种利用单轴温箱转台对多个三轴陀螺同时标定的方法，该方法包括如下步骤：

1)误差模型的建立

此标定方法主要适用于温度漂移为主要误差源的高精度陀螺，建立陀螺输出模型，此模型包括陀螺组件的零偏误差、刻度因子误差、安装误差，且其误差因子建立为随温度的三次(或二次)函数。

2)标定方法

步骤1标定准备：多组陀螺组件安装在标定支架上，连同标定支架一起固定在温控转台上；

步骤2标定温度点选择：根据陀螺组件的工作环境温度区间选定n(n≥6)个标定温度点，按照温度由低到高的顺序依次计为：T₁、T₂、……T_n。

步骤3标定过程：

a)控制温箱使陀螺组件在温度点T₁处保温m(m≥2)小时，确保陀螺组件达到热平衡；

b)控制转台转动，转动角速度根据测量范围选取多个速率点，例如：±10°/s,,±20°/s,±50°/s,±100°/s,0°/s，每个速度点持续一定时间，并记录下此时陀螺输出数值；

c)转换轴向，利用上述步骤重复完成另两个轴向的标定步骤；

3)参数拟合

根据建立输出值的补偿模型，包括随温度的零位补偿系数、刻度因子补偿系数、安装误差系数等，利用标定步骤记录的数据，进行数据处理，采用最小二乘法计算出各补偿系数的参数项，解算出温度补偿系数、零位补偿系数、刻度因子补偿系安装误差系数的随温度变化三次(或者二次)方程，并将其补偿到陀螺的输出中，完成三轴陀螺的温漂标定过程。