[发明专利]一种基于自对准的惯导系统内减震器形变补偿方法

说明书

本发明公开了一种基于自对准惯导系统内减震器形变补偿方法，步骤如下：利用自对准对惯导系统姿态进行分析和处理，得到受减震器形变影响的对准姿态结果；根据减震器形变对惯导系统姿态的影响机理，利用对准结果计算得到减震器形变值；根据减震器形变与温度之间的关系，拟合得到减震器形变温度模型；在惯导系统输出的姿态中，扣除减震器形变温度模型计算得到的补偿值，即对惯导系统内减震器形变进行了实时温度补偿。该方法完全满足工程应用的实际需求，对惯导系统在不同的环境温度条件下的性能研究与提高具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种惯性技术领域中惯导系统内减震器形变及惯导系统姿态输出的补偿方法，适用于惯导系统误差分析补偿和系统应用，具体涉及一种基于自对准的惯导系统内减震器形变补偿方法。

背景技术

惯性导航系统利用陀螺和加速度计测量自身相对惯性空间的角运动和线运动，并利用导航算法为载体提供实时的姿态、位置、速度等信息。惯导系统具有很高的自主性和隐蔽性，是飞机、轮船、潜艇等航空航天、航海和兵器领域运载体的基本导航设备。

减震器是惯导系统的一个重要部件。橡胶减震器由于其弹性系数可调，在交变应力下不易疲劳等特点，成为了惯导系统内减震器的首选。环境温度的变化是影响减震器形变的重要因素之一。IMU台体和系统框架之间减震器的形变，会导致IMU台体相对于系统框架发生转动，从而影响系统姿态输出精度。因此，需要对减震器的形变进行标定与补偿，提高惯导系统的姿态输出精度。

文中的重点是根据减震器对姿态的影响机理，通过多次自对准的结果，计算出减震器的形变量，再对减震器形变量和温度进行曲线拟合，得到惯导系统内减震器的温度模型，最后根据减震器的温度模型对惯导系统输出的姿态进行补偿。

发明内容

本发明提出一种基于自对准的惯导系统内减震器形变补偿方法，有效提高了惯导系统的姿态输出精度。采用自对准的方法，根据减震器对姿态的影响机理计算减震器的形变量。根据自对准时的温度拟合减震器形变的温度模型，实现对减震器形变及惯导系统输出姿态的补偿。

本发明的技术解决方案：一种基于自对准的惯导系统内减震器形变补偿方法，步骤如下：

步骤(1)、利用多次重复自对准，得到受减震器形变影响的对准结果，根据减震器对姿态的影响机理，计算得到减震器形变值；

步骤(2)、利用多组减震器形变值和温度之间的拟合关系，建立惯导系统内减震器温度模型；

步骤(3)、依据上述建立的惯导系统内减震器温度模型，根据减震器温度实时补偿惯导系统输出的姿态。

进一步的，步骤(1)中所述惯导系统内减震器形变的计算，通过对减震器对姿态的影响机理分析，得到减震器形变和对准结果之间的关系，

式中，δθ和δψ为减震器形变导致IMU台体相对于框架在x方向和z方向上的转动，θ和γ为惯导系统的俯仰角和横滚角，Δψ为自对准航向角的变化值，根据该式由自对准结果得到减震器形变值。

进一步的，步骤(2)中所述的根据多次不同温度下的自对准结果的趋势项，采用曲线拟合的方法，得到减震器形变的温度模型。

进一步的，步骤(3)中根据自对准得到的减震器形变温度模型，根据减震器温度值，对减震器形变进行补偿，并根据减震器形变对惯导系统姿态的影响机理，对惯导系统输出的姿态进行补偿。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)、本发明采用自对准的方法计算惯导系统内减震器的形变。由于减震器的形变会导致惯导系统自对准的结果产生趋势项，根据减震器形变对惯导系统姿态的影响机理，从对准结果中可以计算出减震器的形变量。