[发明专利]一种高精度水平姿态测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种高精度水平姿态测量方法及系统，利用简化温度补偿模型对加表输出进行补偿，降低和补偿了温度对加表输出准确度的影响，提高了加表输出精度，通过对补偿后的加表输出进行滤波处理，在很大程度上提高了抗高频干扰的能力，保证了大温差环境下水平姿态测量的高精度；该测量方法仅利用相互正交的两个加表输出进行姿态解算，无需外部信息的输入，计算简单，易于实现。

技术领域

本发明属于精密测量技术领域，尤其涉及一种高精度水平姿态测量方法及系统，适用于雷达天线车及与之使用环境相似的浮台、桥梁等载体的水平姿态测量过程。

背景技术

根据雷达误差原理可知，天线大盘不水平度是雷达轴系误差源的重要组成部分，大盘不水平是指方位转盘平面和惯导坐标系基准平面的不平行度，若惯导坐标系基准平面不平，将会增大大盘不水平度的误差，因此通常需要先将雷达惯导坐标系基准平面进行调平，雷达惯导坐标系基准平面的调平常采用水平仪测量的方法，但该方法受仪器功能影响，存在使用条件较为严格，抗干扰能力差、温度适应性差等问题。针对上述问题有必要提出一种新的水平姿态测量方法及系统，能够在一定干扰环境及大温差环境下保证水平姿态的测量精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度水平姿态测量方法及系统，以解决现有测量方法或设备抗干扰能力差，测量精度低等问题。

本发明独立权利要求的技术方案解决了上述发明目的中的一个或多个。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种高精度水平姿态测量方法，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。

本发明所述高精度水平姿态测量方法，利用简化温度补偿模型对加表输出进行补偿，降低和补偿了温度对加表输出准确度的影响，提高了加表输出精度，通过对补偿后的加表输出进行滤波处理，在很大程度上提高了抗高频干扰的能力，保证了大温差环境下水平姿态测量的高精度；该测量方法仅利用相互正交的x加表和y加表进行姿态解算，无需外部信息的输入，计算简单，易于实现。

进一步地，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。

进一步地，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：