[发明专利]一种斜置构型惯导系统标定方法

摘要

本发明属于导航技术领域，涉及一种敏感轴斜置的惯导系统的标定方法。本发明技术方案通过采用归一正交化的方法，把斜置的陀螺、加速度计敏感轴通过方向余弦矩阵转换到弹体轴上，使得虚拟的陀螺坐标系、加速度计坐标系与真实的弹体系重合，从而法解决了敏感轴斜置的惯导系统的参数辨识问题。

主权项

1.一种斜置构型惯导系统标定方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)对惯导系统陀螺仪、加速度计进行配置设置惯导系统三个非正交的陀螺仪分别为G1、G2、G3，三个正交的弹体轴分别为OXb、OYb、OZb；陀螺仪的三个输入轴OG1、OG2、OG3均匀分布在以+OYb为中心，与+OYb轴的夹角为α的圆锥面上，相邻的陀螺仪的两个输入轴在OXbZb平面内的投影夹角为120°，其中，OG1在OXbZb平面内的投影与+OXb重合；三个非正交的加速度计分别为A1、A2、A3，加速度计的三个输入轴OA1、OA2、OA3均匀分布在以+OYb为中心，与+OYb轴夹角为β的圆锥面上，相邻的加速度计的两个输入轴在OXbZb平面内的投影夹角为120°，其中，OA1在OXbZb平面内的投影与+OXb重合；其中，α+β＝90°；(2)分别对陀螺仪、加速度计输出归一化设定陀螺仪G1、G2、G3，加速度计A1、A2、A3输出的量纲均为LSB/s；在标定之前,将陀螺仪的输出量纲转化为°/s,加速度计的输出量纲转化为g；陀螺仪、加速度计的输出归一化公式如下：式中：——陀螺仪G₁、G₂、G₃原始输出脉冲数，单位：LSB/s；——陀螺仪G₁、G₂、G₃零位，单位：LSB/s；——陀螺仪G₁、G₂、G₃标度因数，单位：(LSB/s)/(°/s)；Ngx1、Ng2、Ng3——陀螺仪G1、G2、G3归一化后输出，单位：°/s；——加速度计A₁、A₂、A₃原始输出脉冲数，单位：LSB/s；——加速度计A₁、A₂、A₃零位，单位：LSB/s；——加速度计A₁、A₂、A₃标度因数，单位：(LSB/s)/g；Na1、Na2、Na3——加速度计A1、A2、A3归一化后输出，单位：g；归一化处理之后，陀螺仪G1、G2、G3加速度计A1、A2、A3输出仍然是非正交的；(3)陀螺仪、加速度计输出正交化(3.1)对陀螺仪输出正交化确定O‑XbYbZb与O‑G1G2G3之间的转换矩阵：式中：Ng1Ng2Ng3——步骤(2)中得到的陀螺仪G1、G2、G3归一化后输出；O‑NgxNgyNgz——与弹体系O‑XbYbZb重合的、虚拟陀螺坐标系；经过如上公式，非正交的陀螺坐标系O‑G1G2G3通过转换矩阵Tg转化到成正交的虚拟陀螺坐标系O‑NgxNgyNgz；(3.2)对加速度计输出正交化确定O‑XbYbZb与O‑A1A2A3之间的转换矩阵：式中：Na1Na2Na3——步骤(2)中得到的加速度计A1、A2、A3归一化后输出；O‑NaxNayNaz——与弹体系O‑XbYbZb重合的、虚拟的加速度计坐标系；经过如上公式，非正交的加速度计坐标系O‑A1A2A3通过转换矩阵Ta转化到成正交的虚拟加速度计坐标系O‑NaxNayNaz；(4)确定惯导系统数学模型归一正交化后，惯导系统数学模型如下：式中：Ngx,Ngy,Ngz——陀螺通道在虚拟陀螺坐标系中各坐标轴上的输出；Dfx,Dfy,Dfz——陀螺通道在虚拟陀螺坐标系中各坐标轴上的常值漂移；Sgx,Sgy,Sgz——陀螺通道在虚拟陀螺坐标系中各坐标轴上的标度因数；Kgij——i轴方向对j陀螺仪的安装误差系数；Dix——X轴向线运动对X轴上陀螺输出的影响；Diy——X轴向线运动对Y轴上陀螺输出的影响；Diz——X轴向线运动对Z轴上陀螺输出的影响；Dox——Y轴向线运动对X轴上陀螺输出的影响；Doy——Y轴向线运动对Y轴上陀螺输出的影响；Doz——Y轴向线运动对Z轴上陀螺输出的影响；Dsx——Z轴向线运动对X轴上陀螺输出的影响；Dsy——Z轴向线运动对Y轴上陀螺输出的影响；Dsz——Z轴向线运动对Z轴上陀螺输出的影响；式中：Nax,Nay,Naz——加速度计通道在虚拟的加速度计坐标系各坐标轴上的脉冲输出；Kaox,Kaoy,Kaoz——加速度计通道在虚拟的加速度计坐标系各坐标轴上的偏值；Kaij——i轴对j加速度计通道的安装误差系数；Ka1x,Ka1y,Ka1z——加速度计通道在虚拟的加速度计坐标系各坐标轴上的标度因数。