[发明专利]一种高精度水平姿态测量方法及系统

权利要求书

1.一种高精度水平姿态测量方法，其特征在于，包括：

步骤1：构建简化温度补偿模型，所述简化温度补偿模型的具体表达式为：

A'(t)＝A(t)-ΔA，ΔA＝a₀+a₁T+a₂T²+a₃T³

其中，A'(t)为t时刻温度补偿后的加表输出，A(t)为t时刻未进行温度补偿时的加表输出，ΔA为在温度点T时的温度补偿量，a₀、a₁、a₂、a₃均为温度系数；

步骤2：以东北天坐标系为基准，利用所述简化温度补偿模型对安装在东向轴的x加表和安装在北向轴的y加表的输出进行温度补偿；

步骤3：对温度补偿后的x加表输出和y加表输出进行滤波处理；

步骤4：根据所述步骤3中滤波处理后的x加表输出和y加表输出进行姿态解算。

2.如权利要求1所述的一种高精度水平姿态测量方法，其特征在于：所述步骤1中，温度系数a₀、a₁、a₂、a₃的确定步骤为：

将产品置于隔振温箱或带温箱的转台上，将温箱降至起始温度，达到起始温度后保温至产品的加表温度为起始温度，产品上电并采集加表输出和温度，设置升温速率，使得温箱从起始温度升温至终止温度，产品保持上电状态直至加表温度达到终止温度，测量起始温度至终止温度范围内每个温度点的加表输出，将温度点和温度点对应的加表输出进行三阶多项式拟合，得到温度系数a₀、a₁、a₂、a₃的具体值。

3.如权利要求1所述的一种高精度水平姿态测量方法，其特征在于：所述步骤3中，采用实时滑动平均算法对温度补偿后的x加表输出和y加表输出进行滤波处理，具体的滤波处理过程为：

设窗口时间为t₀，对窗口时间t₀之前的x加表输出和y加表输出进行前端点平滑处理，对窗口时间t₀之后的x加表输出和y加表输出进行滑动平均滤波处理，滤波处理统一表达式为：

其中，A'_mean(t)为滤波处理后的x加表输出或y加表输出，A'(t)为温度补偿后的x加表输出或y加表输出，t_n为测量总时间，t为时间变量。

4.如权利要求3所述的一种高精度水平姿态测量方法，其特征在于：所述窗口时间t₀为100s。

5.如权利要求1～4中任一项所述的一种高精度水平姿态测量方法，其特征在于：所述步骤4中，姿态解算表达式为：

其中，β(t)为t时刻的俯仰角，γ(t)为t时刻的滚动角，A'_xmean(t)为t时刻滤波处理后的x加表输出，A'_ymean(t)为t时刻滤波处理后的y加表输出，g₀为重力加速度。

6.一种高精度水平姿态测量系统，其特征在于，包括：

模型构建单元，用于构建简化温度补偿模型，所述简化温度补偿模型的具体表达式为：

A'(t)＝A(t)-ΔA，ΔA＝a₀+a₁T+a₂T²+a₃T³

其中，A'(t)为t时刻温度补偿后的加表输出，A(t)为t时刻未进行温度补偿时的加表输出，ΔA为在温度点T时的温度补偿量，a₀、a₁、a₂、a₃均为温度系数；

温度补偿单元，用于以东北天坐标系为基准，利用所述简化温度补偿模型对安装在东向轴的x加表和安装在北向轴的y加表的输出进行温度补偿；

滤波处理单元，用于对经温度补偿单元进行温度补偿后的x加表输出和y加表输出进行滤波处理；

姿态解算单元，用于对经滤波处理单元进行滤波处理后的x加表输出和y加表输出进行姿态解算，姿态解算表达式为

其中，β(t)为t时刻的俯仰角，γ(t)为t时刻的滚动角，A'_xmean(t)为t时刻滤波处理后的x加表输出，A'_ymean(t)为t时刻滤波处理后的y加表输出，g₀为重力加速度。