[发明专利]挠性陀螺仪最优八位置标定方法

摘要

本发明公开了一种挠性陀螺仪最优八位置标定方法，是将挠性陀螺仪安装在三轴位置速率转台上，挠性陀螺仪与数据采集设备相连，数据采集设备与计算机相连；本发明在最优八位置的标定中公开了特定的方位，对获得的最优八位置漂移系数与挠性陀螺静态误差补偿模型G₀进行的测量值补偿有效地提高了挠性陀螺仪的输出。在惯导测试中心挠性陀螺测试过程中分别采用传统八位置方法和最优八位置方法得到的漂移系数，利用两种方法得到的漂移系数分别客观的对空间另外三位置的陀螺输出补偿后的评价结果，由陀螺测量值剩余平方和可见，利用挠性陀螺仪最优八位置试验设计方法求解的漂移系数进行补偿后的结果较传统八位置方法提高了4～8倍。

主权项

1.一种挠性陀螺仪最优八位置标定方法，是在将挠性陀螺仪安装在三轴位置速率转台上，挠性陀螺仪与数据采集设备相连，数据采集设备与计算机相连；所述计算机内安装有位置测量软件；其特征在于有下列标定执行步骤：第一步：标定最优八位置方位第一方位：挠性陀螺仪的X测量轴指向“天”，挠性陀螺仪的Y测量轴指向“西”，挠性陀螺仪的Z自转轴指向“北”；第二方位：挠性陀螺仪的X测量轴指向“地”，挠性陀螺仪的Y测量轴指向“北”，挠性陀螺仪的Z自转轴指向“东”；第三方位：挠性陀螺仪的X测量轴指向“北”，挠性陀螺仪的Y测量轴指向“天”，挠性陀螺仪的Z自转轴指向“东”；第四方位：挠性陀螺仪的X测量轴指向“北”，挠性陀螺仪的Y测量轴指向“地”，挠性陀螺仪的Z自转轴指向“西”；第五方位：挠性陀螺仪的X测量轴指向“东”，挠性陀螺仪的Y测量轴指向“南”，挠性陀螺仪的Z自转轴指向“地”；第六方位：挠性陀螺仪的X测量轴指向“南”，挠性陀螺仪的Y测量轴指向“东”，挠性陀螺仪的Z自转轴指向“天”；第七方位：挠性陀螺仪的X测量轴指向“西”，挠性陀螺仪的Y测量轴指向“南”，挠性陀螺仪的Z自转轴指向“天”；第八方位：挠性陀螺仪的X测量轴指向“南”，挠性陀螺仪的Y测量轴指向“西”，挠性陀螺仪的Z自转轴指向“地”；第二步：获取漂移系数(A)对传统八位置下的数据进行挠性陀螺静态误差模型G1的基于最小二乘法解析获得传统八位置漂移系数；(B)对最优八位置下的数据进行挠性陀螺静态误差模型G1的基于最小二乘法解析获得最优八位置漂移系数；所述挠性陀螺静态误差模型$G_1=\left[\begin{array}{c}{i}_x\\ i_y\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{U}_0\\ V_0\end{array}\right]+\left[\begin{array}{cc}{U}_1& U_2\\ V_1& V_2\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\omega }_Y\\ {\omega }_X\end{array}\right]+\left[\begin{array}{cc}{U}_3& U_4\\ V_3& V_4\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{a}_X\\ a_Y\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{U}_5\\ V_5\end{array}\right]a_Z,$ 其中，$U_1=\frac{\cos (ϵ+\xi )}{{\left(\mathrm{SF}\right)}_Y\cos \xi },U_2=\frac{\sin (ϵ+\xi )}{{\left(\mathrm{SF}\right)}_Y\cos \xi },$ $V_1=\frac{-\sin ϵ}{{\left(\mathrm{SF}\right)}_X\cos \xi },V_2=\frac{\cos ϵ}{{\left(\mathrm{SF}\right)}_X\cos \xi },$ U0＝U1×D(X)F+U2×D(Y)F，V0＝V1×D(X)F+V2×D(Y)F，U3＝U1×D(X)X+U2×D(Y)X，U4＝U1×D(X)Y+U2×D(Y)Y，V3＝V1×D(X)X+V2×D(Y)X，V4＝V1×D(X)Y+V2×D(Y)Y，U5＝U1×D(X)Z+U2×D(Y)Z，V5＝V1×D(X)Z+V2×D(Y)Z，式中：ix表示挠性陀螺仪X测量轴的力矩器电流所对应的脉冲数，iy表示挠性陀螺仪Y测量轴的力矩器电流所对应的脉冲数，ωX表示地球自转角速度在挠性陀螺仪X测量轴上的分量，ωY表示地球自转角速度在挠性陀螺仪Y测量轴上的分量，aX表示挠性陀螺仪X测量轴上的加速度分量，aY表示挠性陀螺仪Y测量轴上的加速度分量，aZ表示挠性陀螺仪Z自转轴上的加速度分量，(SF)X表示挠性陀螺仪X测量轴的力矩器刻度系数，(SF)Y表示挠性陀螺仪Y测量轴的力矩器刻度系数，ε表示挠性陀螺仪的力矩器X轴与挠性陀螺仪的壳体X轴之间的夹角，ξ表示挠性陀螺仪的力矩器Y轴与挠性陀螺仪的壳体Y轴之间的夹角；第三步：对最优八位置方位的测量值进行补偿利用挠性陀螺静态误差补偿模型G0与最优八位置漂移系数对挠性陀螺仪输出测量值进行补偿获得补偿后的测量值；所述挠性陀螺静态误差补偿模型为$G_0=\left\{\begin{array}{c}D\left(X\right)=D{\left(X\right)}_F+D{\left(X\right)}_X{a}_X+D{\left(X\right)}_Y{a}_Y+D{\left(X\right)}_Z{a}_z\\ D\left(Y\right)=D{\left(Y\right)}_F+D{\left(Y\right)}_X{a}_X+D{\left(Y\right)}_Y{a}_Y+D{\left(Y\right)}_Z{a}_z\end{array}\right\},$ 式中，D(X)表示挠性陀螺仪X测量轴的漂移量，D(Y)表示挠性陀螺仪Y测量轴的漂移量，D(X)F表示挠性陀螺仪绕X测量轴与加速度无关的漂移系数，D(Y)F表示挠性陀螺仪绕Y测量轴与加速度无关的漂移系数，D(X)X表示X测量轴中挠性陀螺仪绕X测量轴与加速度一次方有关的漂移系数，D(X)Y表示X测量轴中挠性陀螺仪绕Y测量轴与加速度一次方有关的漂移系数，D(X)Z表示X测量轴中挠性陀螺仪绕Z自转轴与加速度一次方有关的漂移系数，D(Y)X表示Y测量轴中挠性陀螺仪绕X测量轴与加速度一次方有关的漂移系数，D(Y)Y表示Y测量轴中挠性陀螺仪绕Y测量轴与加速度一次方有关的漂移系数，D(Y)Z表示Y测量轴中挠性陀螺仪绕Z自转轴与加速度一次方有关的漂移系数，aX表示挠性陀螺仪X测量轴上的加速度分量，aY表示挠性陀螺仪Y测量轴上的加速度分量，aZ表示挠性陀螺仪Z自转轴上的加速度分量。