[发明专利]一种惯性器件的高阶误差系数的辨识方法

权利要求书

1.一种惯性器件的高阶误差系数的辨识方法，其特征在于，包括：

将惯性器件固定于可以进行离心和振动运动的复合测试设备的卡具上；其中，所述复合测试设备还包括主轴系统、线振动系统和动态失准角测试系统；

通过所述复合测试设备为惯性器件提供预期的复合比力输入；

改变所述主轴系统的角速率和线振动系统的角频率以标定惯性器件的误差模型的高阶误差系数，并利用最小二乘法辨识高阶误差系数；

其中，所述通过所述复合测试设备为惯性器件提供预期的复合比力输入包括：

根据所述测试设备的各误差源和建立的各坐标系，确定所述测试设备的各坐标系间的位姿矩阵；

在所述主轴系统以匀角速率和所述线振动系统以匀角频率工作时，根据所述测试设备的各坐标系间的位姿矩阵，确定所述惯性器件的比力输入；

其中，所述惯性器件为加速度计，所述复合比力输入包括重力加速度、哥氏加速度以及由所述主轴系统和所述线振动系统工作产生的运动加速度的比力输入；

其中，改变所述主轴系统的角速率和线振动系统的角频率以标定惯性器件的误差模型的高阶误差系数，并利用最小二乘法辨识高阶误差系数包括：

确定所述主轴系统和所述线振动系统在静态下的加速度计输出的平均值，以及确定所述主轴系统和所述线振动系统在动态下的加速度计输出的平均值；

将所述主轴系统和所述线振动系统在动态下的加速度计输出的平均值，与所述主轴系统和所述线振动系统在静态下的加速度计输出的平均值进行做差，并简化做差后的加速度计输出的平均值；

将做差后的加速度计输出的平均值写成矩阵的形式，并利用最小二乘法对惯性器件的误差模型的高阶误差系数进行辨识。

2.根据权利要求1所述的辨识方法，其特征在于，所述根据所述测试设备的各误差源和建立的各坐标系，确定所述测试设备的各坐标系间的位姿矩阵的步骤包括：

根据如下公式确定主轴坐标系相对于地理坐标系的位姿矩阵：

式中，Δθ_x和Δθ_y为重力方向存在的误差角，Ω为所述主轴系统的角速率，t为在所述主轴系统的工作时间；

根据如下公式确定振动台中心坐标系相对于主轴坐标系的位姿矩阵：

式中，R为振动台中心坐标系的原点和主轴坐标系的原点的水平距离；

根据如下公式确定振动台基座坐标系相对于振动台中心坐标系的位姿矩阵：

式中，动态失准角其中是静态失准角，Δγ_x(Ω)、Δγ_y(Ω)、Δγ_z(Ω)为所述主轴系统以匀角速率Ω转动时的静态失准角的变化量；

根据如下公式确定夹具坐标系相对于振动台基座坐标系的位姿矩阵：

式中，振动台在半径方向上的运动表示为H＝h sinωt，h为所述线振动系统的振幅，ω为所述线振动系统的角频率。

3.根据权利要求2所述的辨识方法，其特征在于，所述在所述主轴系统以匀角速率和所述线振动系统以匀角频率工作时，根据所述测试设备的各坐标系间的位姿矩阵，确定所述惯性器件的比力输入的步骤包括：

根据公式(1)-(4)，确定夹具坐标系相对于地理坐标系的齐次变换阵为：

根据如下公式确定所述加速度计的运动加速度的比力输入：

根据如下公式确定所述加速度计的重力加速度的比力输入：

根据如下公式确定所述加速度计的哥氏加速度的比力输入：

式中，L为当地的地理纬度，ω_ie为地球自转角速率；

根据公式(6)-(8)，确定所述加速度计的比力输入。