[发明专利]微型组合导航系统中的传感器野外标定方法无效
| 申请号： | 201210027274.0 | 申请日： | 2012-02-09 |
| 公开（公告）号： | CN102589573A | 公开（公告）日： | 2012-07-18 |
| 发明（设计）人： | 何昆鹏;于玖成;吴国亮;梁文齐;王福超;管练武;郭凯文;詹俊妮;王庭军;韩继涛 | 申请（专利权）人： | 黑龙江省博凯科技开发有限公司 |
| 主分类号： | G01C25/00 | 分类号： | G01C25/00 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 150046 黑龙江省哈尔滨市*** | 国省代码： | 黑龙江;23 |
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| 摘要： | 微型组合导航系统中传感器野外标定方法属于惯性/地磁组合导航系统标定技术；首先给出组合导航系统中惯性测量单元中加速度计、地磁传感器和陀螺仪的测量模型，分析野外环境下传感器的主要误差因素，然后采用六位置标定编排方法，通过求解方程组得到加速度计、地磁传感器及陀螺仪的标度因数、零偏修正系数；本方法尤其适合于无转台等标准设备的野外作业环境下使用，操作简单、标定精度高、适用范围广。 | ||
| 搜索关键词： | 微型 组合 导航系统 中的 传感器 野外 标定 方法 | ||
【主权项】：
1.一种微型组合导航系统中的传感器野外标定方法，其特征在于所述野外标定方法步骤是：首先给出组合导航系统中加速度计、地磁传感器和陀螺仪的测量模型，分析野外环境下各传感器的主要误差因素；然后采用一种六位置标定编排方法，通过求解方程组，以得到加速度计、地磁传感器和陀螺仪的标度因数、零偏修正系数；其具体操作如下：(1)加速度计的野外标定方法在室内标定时，一般加速度计的测量模型为a x = ( b x + n ax + E xy n ay + E xz n az ) / k x a y = ( b y + E yx n ax + n ay + E yz n az ) / k y a z = ( b z + E zx n ax + E zy n ay + n az ) / k z - - - ( 1 ) a x 2 + a y 2 + a z 2 = G 0 2 - - - ( 2 ) A x = B x + K x a x A y = B y + K y a y A z = B z + K z a z - - - ( 3 ) ( K x a x 1 + B x ) 2 + ( K y a y 1 + B y ) 2 + ( K z a z 1 + B z ) 2 = G 0 2 - - - ( 4 ) ( K x a x 2 + B x ) 2 + ( K y a y 2 + B y ) 2 + ( K z a z 2 + B z ) 2 = G 0 2 - - - ( 5 ) ( K x a x 3 + B x ) 2 + ( K y a y 3 + B y ) 2 + ( K z a z 3 + B z ) 2 = G 0 2 - - - ( 6 ) ( K x a x 4 + B x ) 2 + ( K y a y 4 + B y ) 2 + ( K z a z 4 + B z ) 2 = G 0 2 - - - ( 7 ) ( K x a x 5 + B x ) 2 + ( K y a y 5 + B y ) 2 + ( K z a z 5 + B z ) 2 = G 0 2 - - - ( 8 ) ( K x a x 6 + B x ) 2 + ( K y a y 6 + B y ) 2 + ( K z a z 6 + B z ) 2 = G 0 2 - - - ( 9 ) K x 2 ( a x 2 2 - a x 1 2 ) + 2 K x B x + ( a x 2 - a x 1 ) + K y 2 ( a y 2 2 - a y 1 2 ) + 2 K y B y ( a y 2 - a y 1 ) + K z 2 ( a z 2 2 - a z 1 2 ) + 2 K z B z ( a z 2 - a z 1 ) = 0 - - - ( 10 ) K x 2 ( a x 3 2 - a x 2 2 ) + 2 K x B x ( a x 3 - a x 2 ) + K y 2 ( a y 3 2 - a y 2 2 ) + 2 K y B y ( a y 3 - a y 3 ) + K z 2 ( a z 3 2 - a z 2 2 ) + 2 K z B z ( a z 3 - a z 2 ) = 0 - - - ( 11 ) K x 2 ( a x 4 2 - a x 3 2 ) + 2 K x B x ( a x 4 - a x 3 ) + K y 2 ( a y 4 2 - a y 3 2 ) + 2 K y B y ( a y 4 - a y 3 ) + K z 2 ( a z 4 2 - a z 3 2 ) + 2 K z B z ( a z 4 - a z 3 ) = 0 - - - ( 12 ) K x 2 ( a x 5 2 - a x 4 2 ) + 2 K x B x ( a x 5 - a x 4 ) + K y 2 ( a y 5 2 - a y 4 2 ) + 2 K y B y ( a y 5 - a y 4 ) + K z 2 ( a z 5 2 - a z 4 2 ) + 2 K z B z ( a z 5 - a z 4 ) = 0 - - - ( 13 ) K x 2 ( a x 6 2 - a x 5 2 ) + 2 K x B x ( a x 6 - a x 5 ) + K y 2 ( a y 6 2 - a y 5 2 ) + 2 K y B y ( a y 6 - a y 5 ) + K z 2 ( a z 6 2 - a z 5 2 ) + 2 K z B z ( a z 6 - a z 5 ) = 0 - - - ( 14 ) ![]()
得：2 K x B x ( a x 2 - a x 1 ) / K x 2 + K y 2 ( a y 2 2 - a y 1 2 ) / K x 2 + 2 K y B y ( a y 2 - a y 1 ) / K x 2 + K z 2 ( a z 2 2 - a z 1 2 ) / K x 2 + 2 K z B z ( a z 2 - a z 1 ) / K x 2 = a x 1 2 - a x 2 2 - - - ( 15 ) 2 K x B x ( a x 3 - a x 2 ) / K x 2 + K y 2 ( a y 3 2 - a y 2 2 ) / K x 2 + 2 K y B y ( a y 3 - a y 3 ) / K x 2 + K z 2 ( a z 3 2 - a z 2 2 ) / K x 2 + 2 K z B z ( a z 3 - a z 2 ) / K x 2 = a x 2 2 - a x 3 2 - - - ( 16 ) 2 K x B x ( a x 4 - a x 3 ) / K x 2 + K y 2 ( a y 4 2 - a y 3 2 ) / K x 2 + 2 K y B y ( a y 4 - a y 3 ) / K x 2 + K z 2 ( a z 4 2 - a z 3 2 ) / K x 2 + 2 K z B z ( a z 4 - a z 3 ) / K x 2 = a x 3 2 - a x 4 2 - - - ( 17 ) 2 K x B x ( a x 5 - a x 4 ) / K x 2 + K y 2 ( a y 5 2 - a y 4 2 ) / K x 2 + 2 K y B y ( a y 5 - a y 4 ) / K x 2 + K z 2 ( a z 5 2 - a z 4 2 ) / K x 2 + 2 K z B z ( a z 5 - a z 4 ) / K x 2 = a x 4 2 - a x 5 2 - - - ( 18 ) 2 K x B x ( a x 6 - a x 5 ) / K x 2 + K y 2 ( a y 6 2 - a y 5 2 ) / K x 2 + 2 K y B y ( a y 6 - a y 5 ) / K x 2 + K z 2 ( a z 6 2 - a z 5 2 ) / K x 2 + 2 K z B z ( a z 6 - a z 5 ) / K x 2 = a x 5 2 - a x 6 2 - - - ( 19 ) ![]()
将其表示为：M×C＝F(21)上式中，矩阵M为已知值，由6个位置的加速度计的测量值组成，C＝[C1，C2，C3，C4，C5]为待求参数，F也是已知值，因此，C＝M-1F，这样，K x B x / K x 2 = C 1 K y 2 / K x 2 = C 2 K y B y / K x 2 = C 3 K z 2 / K x 2 = C 4 K z B z / K x 2 = C 5 - - - ( 22 ) B x = C 1 K x K y = C 2 K x 2 B y = C 3 K x 2 / C 2 K x 2 K z = C 4 K x 2 B z = C 5 K x 2 / C 4 K x 2 - - - ( 23 ) ( K x A x 1 + C 1 K x ) 2 + ( A y 1 C 2 K x 2 + C 3 K x 2 / C 2 K x 2 ) 2 + ( A z 1 C 4 K x 2 + C 5 K x 2 / C 4 K x 2 ) 2 = G 0 2 - - - ( 24 ) K x = G 0 / A x 1 2 + 2 C 1 A x 1 + C 1 2 + C 2 A y 1 2 + 2 C 3 A y 1 + C 3 2 / C 2 + C 4 A z 1 2 + C 5 2 / C 4 + 2 C 5 A z 1 - - - ( 25 )
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