[发明专利]一种惯性器件的高阶误差系数的辨识方法

说明书

本发明公开了一种惯性器件的高阶误差系数的辨识方法，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。本方法可提高惯性导航的惯性器件的标定精度，从而提高惯性导航系统的准确度。

技术领域

本发明涉及惯性导航技术，尤其涉及一种惯性器件的高阶误差系数的辨识方法。

背景技术

随着捷联惯导系统的广泛应用，对于惯性器件的动态误差模型系数测试精度的要求越来越高。近年来，对于精密离心机的研究集中在更精确的加速度不确定性水平、大负载和多轴离心机试验，尤其是提高了对测量精度和误差分析的要求，在实际测量中，必须补偿动态误差，抑制静态误差。

诸如加速度计的惯性器件的离心机试验可以利用精密离心机高速旋转产生的向心加速度作为输入来测量加速度计的各项性能参数，目前的加速度计标定，大多是在单一输入加速度的情况下进行的，但是在实际使用过程中，加速度计会受到多种因素的影响，其输入输出特性与测试结果之间通常会存在差异。

因此，为了提供惯性导航系统的精度和准确度，目前亟待需要一种辨识惯性导航的惯性器件的高阶误差系数的方法来解决上述问题。

发明内容

本发明提供了一种辨识惯性器件的高阶误差系数的方法，以提高诸如加速度计的惯性器件的标定精度，从而提高惯性导航系统的准确度。

本发明实施例提供了一种惯性器件的高阶误差系数的辨识方法，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，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；

本发明的实施例中，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的步骤包括：

确定所述主轴系统和所述线振动系统分别在静态和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分别在静态和动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输出的平均值；

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

由上述方案可知，通过利用具有离心和振动的复合测试设备为加速度计提供了常值加速度和谐波加速度的复合比力输入，然后通过改变主轴系统的角速率和线振动系统的角频率的方法来标定惯性器件的误差模型的高阶误差系数，最后利用最小二乘法达到辨识高阶误差系数的目的。因此，上述技术方案可以提高惯性导航的加速度计的标定精度，从而达到提高惯性导航系统的准确度。

附图说明