[发明专利]一种基于梯度下降法的惯性仪表多项式温补方法

说明书

本发明一种基于梯度下降法的惯性仪表多项式温补方法，仅需在稳定温度下进行一个完整的位置循环，其他温度下则只进行某一位置的测试，利用稳定温度下的零偏及刻度因数得出视加速度输入，进而建立了各温度下的脉冲输出预测值函数，并通过梯度下降法确定了温补模型。本发明温补测试过程无需利用温箱保温，降低了对测试设备的需求，避免了惯组翻转过程温度上升对温补模型的影响，温度方法灵活、且适用于各种模型，易推广，对设备和人员操作的要求低，效率更高，简化了数据测试及处理过程，且具有良好的温补效果。

技术领域

本发明属于惯性导航系统技术领域，特别涉及一种基于梯度下降法的惯性仪表多项式温补方法。

背景技术

惯性导航系统可以分为平台式惯导系统和捷联式惯导系统两大类：平台式惯导系统是将陀螺仪和加速计安装在一个稳定平台上，以平台坐标系为基准，测量运载体运动参数的惯性导航系统；捷联式惯导系统是将惯性仪表(陀螺仪和加速计)直接安装在运载体上，是一种不再需要稳定平台或常平架系统的惯性导航系统。惯性导航系统具有完全自主、不受干扰、实时输出载体姿态、位置、速度等各种导航信息的优点，在军民领域尤其是军用领域得到了各国的普遍重视，广泛应用于各类导弹、火箭、飞机等领域。惯性导航系统的核心器件为陀螺仪、加速度计，陀螺仪用于测量角速度，加速度计用于测量视加速度，典型的惯性导航系统由3只成正交分布的陀螺仪、3只成正交分布的加速度计组成。

影响惯性导航系统精度的因素有很多，如惯性仪表的测量精度、姿态解算的算法、信号处理的速度和精度等等。影响惯性导航系统精度的主要因素为陀螺仪、加速度计的精度，而陀螺仪、加速度计的精度对温度敏感，其值使用时经常对其参数进行温度补偿。在算法选择和硬件实现速度相同的条件下，惯性仪表陀螺和加速度计的误差补偿就显得尤为重要，在影响惯性仪表输出精度的诸多要素中，温度是其中最显著也是最常见的因素。

现有技术中，陀螺仪与加速计温度补偿的方法类似。以惯组(惯性测量组合，等同于惯性导航系统)的加速度计为例，加速度计的输出量为与一定累积时间的输入加速度成比例关系的脉冲数。惯组的3个加速度计的误差模型为：

N_ax＝K1_ax·(K0_x+A_x+E_aYxA_Y+E_aZxA_Z)

N_ay＝K1_ay·(K0_y+E_aXyA_X+A_y+E_aZyA_Z)

N_az＝K1_az·(K0_z+E_aXzA_X+E_aYzA_Y+A_z)

式中，K0_x、K0_y、K0_z分别为3个加速度计的零偏；K1_ax、K1_ay、K1_az分别为3个加速度计的零偏一次项变换系数，即刻度因数；E_aYx为惯组Y轴有输入时x加速度计有感应输出的安装误差系数，E_aZx、E_aXy、E_aZy、E_aXz、E_aYz类似；A_x、A_Y、A_Z为惯组3个轴的实际输入加速度，即视加速度输入；N_ax、N_ay、N_az为3个加速度计一定累计时间内感应的脉冲数。