[发明专利]激光陀螺仪零偏磁场灵敏度测试及磁致零偏温度补偿方法

摘要

本发明涉及一种激光陀螺仪零偏磁场灵敏度的测试方法及激光陀螺仪的磁致零偏温度补偿方法，属惯性导航、制导及控制领域。本发明将原有的激光陀螺仪零偏磁场灵敏度测试方法进行了完善和补充，使其可以反映激光陀螺仪零偏在不同磁感应强度和不同温度条件下的磁场灵敏度特性，从而全面地评估激光陀螺仪的磁致零偏性能，基于该测试方法，本发明提出一种激光陀螺仪的磁致零偏温度补偿方法，利用已经测得的激光陀螺仪零偏在不同磁感应强度和不同温度条件下的磁场灵敏度特性，对激光陀螺仪的磁致零偏进行补偿，从而满足激光陀螺仪在不同温度及不同电磁工作环境下的性能要求，提高激光陀螺惯性导航系统的导航精度。

主权项

1.一种激光陀螺仪零偏磁场灵敏度测试及磁致零偏温度补偿方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1测量激光陀螺仪在不同温度条件下的零偏磁场灵敏度，采用的测试设备包括：三维亥姆霍兹线圈、温度变化试验箱、激光陀螺仪零偏采集系统和测试工装组成，该方法包括以下步骤：S1.1将三维亥姆霍兹线圈装在温度变化试验箱内；S1.2将激光陀螺仪装在测试工装上，所述测试工装为铝材，铝材内含铁量应不超过1.5％，以降低对磁场的影响；S1.3将装在测试工装上的激光陀螺仪放在三维亥姆霍兹线圈中，设置激光陀螺仪敏感轴IA与三维亥姆霍兹线圈的X轴平行，激光陀螺仪另外两个轴NA和LA分别与三维亥姆霍兹线圈的另外两个轴：Y轴和Z轴平行；S1.4设置温度变化试验箱的温度为20℃，对激光陀螺仪进行通电预热，预热时间为10分钟以上；S1.5不加磁场，保持温度变化试验箱的温度1个小时，使激光陀螺仪内部达到热平衡状态；S1.6用激光陀螺仪零偏采集系统对激光陀螺仪的输出信号进行数据采集，采集时间为5分钟；S1.7用三维亥姆霍兹线圈对激光陀螺仪施加X轴方向的磁场，磁感应强度为0.5mT；S1.8用激光陀螺仪零偏采集系统对激光陀螺仪的输出信号进行数据采集，采集时间为5分钟；S1.9设置三维亥姆霍兹线圈电流，对激光陀螺仪施加X轴方向的磁场，令磁感应强度分别为1.0mT、1.5mT和2.0mT，重复S1.7；S1.10设置三维亥姆霍兹线圈电流，分别对激光陀螺仪施加Y方向和Z方向的磁场，重复S1.7、S1.8、S1.9后关闭三维亥姆霍兹线圈；S1.11激光陀螺仪继续通电工作，设置温度变化试验箱的温度后，重复S1.5、S1.6、S1.7、S1.8、S1.9和S1.10；S2对激光陀螺仪的磁致零偏进行温度补偿，该方法包括以下步骤：S2.1对S1中采集到的激光陀螺仪数据进行处理，计算激光陀螺仪在不同温度条件下的零偏磁场灵敏度：其中：为激光陀螺仪分别在第i个温度点沿LA轴、NA轴和IA轴方向施加磁场时激光陀螺仪的零偏磁场灵敏度，(°/h/mT)；为沿LA轴、NA轴和IA轴方向施加到激光陀螺仪上的第j次磁感应强度，mT，m＝4，4次磁感应强度分别取为0.5mT、1.0mT、1.5mT和2.0mT；为激光陀螺仪分别在第i个温度点沿LA轴、NA轴和IA轴方向施加第j次磁场时激光陀螺仪的零偏，(°/h)；B₀(T_i)为激光陀螺仪分别在第i个温度点没有施加磁场时激光陀螺仪的零偏，(°/h)；i＝1，2，3，......n；j＝1，2，3，......m；S2.2对S2.1中计算得到的各个离散温度点的激光陀螺仪零偏磁场灵敏度进行拟合从而得到在该温度点分别沿LA轴、NA轴和IA轴方向施加磁场时激光陀螺仪零偏磁场灵敏度的连续函数S2.3对于实际使用中的激光陀螺仪，其零偏输出信号通过实时采集到的温度及磁感应强度信号利用S2.2拟合计算得到的激光陀螺仪在不同温度条件下的零偏磁场灵敏度进行实时补偿，经过补偿后激光陀螺仪零偏为：其中：B为激光陀螺仪经过补偿后的实时零偏输出，(°/h)；B₀(T)为激光陀螺仪未加磁场时在该温度点的零偏输出，(°/h)；分别为经过拟合后激光陀螺仪在该温度点分别沿LA轴、NA轴和IA轴方向施加磁场时的零偏磁场灵敏度，(°/h/mT)；H_L,H_N,H_I分别为在该温度点时沿激光陀螺仪的LA轴、NA轴和IA轴方向施加的磁感应强度，(mT)。