[发明专利]一种适用于捷联惯导系统的重力加速度测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种适用于捷联惯导系统的重力加速度测量方法及系统，其中重力加速度测量方法包括：步骤1，转位机构转动至第一位置；步骤2，在静态测量条件下，X向加速度计、Y向加速度计、Z向加速度计各采样获得第一位置的n₁个原始数据；步骤3，转位机构绕水平轴转动180°至第二位置；步骤4，在静态测量条件下，X向加速度计、Y向加速度计、Z向加速度计各采样获得第二位置的n₂个原始数据；步骤5，基于步骤2和步骤4中获得的原始数据进行计算，输出重力加速度值g。本发明利用捷联惯导系统内嵌的转位机构，通过在两个相差180°的位置进行静态采集，通过计算消除加速度计引入的重力加速度测量误差，从而获得高精度的重力加速度测量结果，测量过程简单。

技术领域

本发明属于重力加速度测量技术领域，特别涉及一种适用于捷联惯导系统的重力加速度测量方法及系统。

背景技术

地球重力场数据是国家的重要战略资源，在国防军事技术、空间技术、资源勘探、地球物理研究以及大地测量领域具有十分重要的作用。

重力加速度的测量一般使用重力仪或重力测量系统来实现，而重力仪或重力测量系统的核心器件是重力传感器。加速度计作为一种惯性器件，能够敏感相对于惯性空间的加速度，其作为一种重要的重力传感器，在重力加速度测量设备中应用十分广泛。

捷联惯导系统作为一种惯性测量设备，核心器件是陀螺与加速度计。捷联惯导系统中设有X向加速度计、Y向加速度计、Z向加速度计共三个加速度计，其中X向加速度计设于加速度坐标系的X方向，Y向加速度计设于加速度坐标系的Y方向，Z向加速度计设于加速度坐标系的Z方向，加速度坐标系满足右手定则。在静态环境下，由三个加速度计敏感到重力加速度信息，通过将加速度计的输出进行参数校正，即可得到重力加速度的数值。因此，可在捷联惯导系统上实现重力加速度测量功能。

捷联惯导系统中，所选用的加速度计精度一般根据系统精度指标来确定，一般不会考虑重力加速度测量的精度需求，因此，捷联惯导系统获得的重力加速度精度较低。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中捷联惯导系统获得的重力加速度精度较低的不足，提供一种适用于捷联惯导系统的重力加速度测量方法及系统，能够获得高精度的重力加速度测量结果。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种适用于捷联惯导系统的重力加速度测量方法，所述捷联惯导系统中设有X向加速度计、Y向加速度计、Z向加速度计，其中X向加速度计、Y向加速度计、Z向加速度计分别对应设于加速度坐标系的X方向、Y方向、Z方向，加速度坐标系满足右手定则；X向加速度计、Y向加速度计、Z向加速度计均设于转位机构上；其特点是包括以下步骤：

步骤1，转位机构转动至第一位置；

步骤2，在静态测量条件下，X向加速度计、Y向加速度计、Z向加速度计各采样获得第一位置的n₁个原始数据，其中第一位置处的采样间隔时间为Δt₁；

步骤3，转位机构绕水平轴转动180°至第二位置；

步骤4，在静态测量条件下，X向加速度计、Y向加速度计、Z向加速度计各采样获得第二位置的n₂个原始数据，其中第二位置处的采样间隔时间为Δt₂；

步骤5，基于步骤2和步骤4中获得的原始数据进行计算，输出重力加速度值g。

借由上述方案，本发明利用捷联惯导系统内嵌的转位机构，通过在两个相差180°的位置进行静态采集，通过计算可以消除加速度计引入的重力加速度测量误差，从而能够获得高精度的重力加速度测量结果。

作为一种优选方式，所述步骤5中，