[发明专利]光纤陀螺捷联惯导系统加速度计内杆臂标定方法

摘要

本发明公开了一种光纤陀螺捷联惯导系统加速度计内杆臂标定方法。包括以下步骤，将光纤陀螺惯导设备放置在转台上并完成转台的初始配置，测试电缆线是否连通，确保数据正常传输；完成系统的初始对准和分立式标定实验，得到陀螺仪和加速度计的静态误差参数值；使转台按照标定路径设计的方式运动，通过对陀螺仪和加速度计的数据采集，完成内杆臂标定实验；处理内杆臂标定实验所得的数据，以系统的线速度误差为观测量，建立卡尔曼滤波器；选择合适的滤波初值，根据卡尔曼滤波基本方程对系统进行卡尔曼滤波，得到收敛的内杆臂参数值。本发明大大缩短了卡尔曼滤波时间，提高了效率，具有很高的实用性。

主权项

光纤陀螺捷联惯导系统加速度计内杆臂标定方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤一：将光纤陀螺捷联惯导设备放置在三轴转台上并且靠近转台的旋转中心，初始时转台的外框、中框和内框的旋转轴依次为天向、东向和北向；步骤二：连通光纤陀螺捷联惯导设备与转台之间的电缆；步骤三：完成初始对准得到初始姿态值后进行分立式标定实验，根据实验结果得到加速度计和陀螺仪的标度因数、安装误差和常值偏移；步骤四：将转台的外框、中框和内框定位到0°、0°、45°，定位完成后使外框以60°/s的角速度开始匀速转动，持续时间为2分钟；待转台停止运动后，将转台的外框、中框和内框定位到0°、45°、0°，定位完成后使外框以60°/s的角速度开始匀速转动，持续时间为2分钟；待转台停止运动后，将转台的外框、中框和内框定位到0°、90°、45°，定位完成后使外框以60°/s的角速度开始匀速转动，持续时间为2分钟；得到加速度计输出的加速度和陀螺仪输出的角速度，解算出线速度误差；步骤五：根据加速度计内杆臂效应误差模型，以捷联惯导系统输出的线速度误差和三轴加速度计内杆臂为状态量，以线速度误差为观测量建立卡尔曼滤波器；步骤六：选择滤波初值，利用卡尔曼滤波器进行滤波，得到收敛的内杆臂滤波结果；所述的建立卡尔曼滤波器为：X·(t)=A(t)X(t)+W(t)Z(t)=H(t)X(t)+V(t)]]>其中，为线速度误差在X轴、Y轴、Z轴方向的投影，rn＝[rnx rny rnz]，为待标定的内杆臂参数，n＝x、y、z，W(t)、V(t)为白噪声；A(t)=A1A2A3A409×12,A1=02wibz-2wiby-2wibz002wiby00,]]>为捷联矩阵，通过四阶龙格库塔法解算得到；A3=C12a21C12a22C12a23C22a21C22a22C22a23C32a21C32a22C32a23,A4=C13a31C13a32C13a33C23a31C23a32C23a33C33a31C33a32C33a33,]]>ai1=-θ1i[(wiby)2+(wibz)2]+θ2i(wibxwiby+w·ibz)+θ3i(wibxwibz-w·iby)ai2=-θ2i[(wibx)2+(wibz)2]+θ1i(wibxwiby-w·ibz)+θ2i(wibywibz+w·ibx)ai3=-θ3i[(wibx)2+(wiby)2]+θ1i(wibxwibz+w·iby)+θ2i(wibywibz-w·ibx),i=1,2,3,]]>为加速度计的安装误差阵，通过分立式标定得到，wibx、wiby、wibz为陀螺仪的输出值，H(t)=10001000103×9.]]>