[发明专利]激光陀螺惯导系统磁致零偏测试及系统级补偿方法

摘要

本发明涉及一种激光陀螺惯导系统磁致零偏测试及系统级补偿方法，属惯性导航、制导及控制领域。该方法包括以下步骤：S1测量激光陀螺惯导系统的磁致零偏，S2对激光陀螺惯导系统的磁致零偏进行系统级补偿；本发明所述方法可以对激光陀螺惯导系统的磁致零偏进行全面的测量，从而完整地评估激光陀螺惯导系统的磁致零偏特性，并且对于应用在复杂电磁环境中的激光陀螺惯导系统来说，本发明提出的方法可以有效地补偿其磁致零偏，提高激光陀螺惯导系统的精度。

主权项

1.一种激光陀螺惯导系统磁致零偏的测试及系统级补偿方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1 测量激光陀螺惯导系统的磁致零偏，采用的测试设备包括：三维亥姆霍兹线圈、激光陀螺惯导系统零偏采集系统、测试工装，测试过程包括以下步骤：S1.1.将测试工装放置在三维亥姆霍兹线圈中央，测试工装为铝材，铝材含铁应不超过1.5％，以减小其对磁场的影响；S1.2.将激光陀螺惯导系统安装在测试工装上，激光陀螺惯导系统的X轴、Y轴和Z轴分别与三维亥姆霍兹线圈的X轴、Y轴和Z轴平行；不加磁场，对激光陀螺惯导系统进行通电预热，预热时间不少于4小时；S1.3.用激光陀螺惯导系统零偏采集系统对激光惯导输出信号进行数据采集，采集时间为5分钟；S1.4.设置三维亥姆霍兹线圈电流，对激光陀螺惯导系统施加X轴方向的磁场，使磁感应强度为0.1mT；S1.5.用激光陀螺惯导系统零偏采集系统对激光惯导输出信号进行数据采集，采集时间为5分钟；S1.6.分别设置三维亥姆霍兹线圈电流，对激光陀螺惯导系统施加X轴方向的磁场，使磁感应强度为0.2mT、0.3mT、0.4mT、0.5mT、0.6mT、0.7mT、0.8mT、0.9mT、1.0mT、1.1mT、1.2mT、1.3mT、1.4mT、1.5mT、1.6mT、1.7mT、1.8mT、1.9mT、2.0mT，重复S1.5；S1.7.分别设置三维亥姆霍兹线圈电流，对激光陀螺惯导系统施加Y轴方向、Z轴方向磁场，使磁感应强度为0.1mT、0.2mT、0.3mT、0.4mT、0.5mT、0.6mT、0.7mT、0.8mT、0.9mT、1.0mT、1.1mT、1.2mT、1.3mT、1.4mT、1.5mT、1.6mT、1.7mT、1.8mT、1.9mT、2.0mT，重复S1.5，关闭三维亥姆霍兹线圈；S2 对激光陀螺惯导系统的磁致零偏进行系统级补偿，该方法包括以下步骤：S2.1.对于S1中采集到的激光陀螺惯导系统零偏数据进行处理，处理公式如下：其中：为激光陀螺惯导系统X轴、Y轴、Z轴方向施加以第j次磁场时第K个惯性器件每秒钟的零偏脉冲，单位pulse/s，j＝1，2，3，......，m；K＝1，2，3，4，5，6，1，2，3代表3个激光陀螺，4，5，6代表3个加速度计；P_K,0为激光陀螺惯导系统没有施加磁场时第K个惯性器件每秒钟的零偏脉冲，单位pulse/s，K＝1，2，3，4，5，6；为沿X轴、Y轴、Z轴方向施加到激光陀螺惯导系统上的第j次磁感应强度，单位mT，j＝1，2，3,......,m，m＝20，20次磁感应强度分别取为0.1mT、0.2mT、0.3mT、0.4mT、0.5mT、0.6mT、0.7mT、0.8mT、0.9mT、1.0mT、1.1mT、1.2mT、1.3mT、1.4mT、1.5mT、1.6mT、1.7mT、1.8mT、1.9mT、2.0mT；为激光陀螺惯导系统第K个惯性器件的磁致零偏补偿系数，单位分别为pulse/(s·mT³)、pulse/(s·mT²)、pulse/(s·mT)，K＝1，2，3，4，5，6，可由多元线性回归法进行建模求得；S2.2.对于实际使用中的激光陀螺惯导系统，其惯性器件的磁致零偏通过实时采集到的三维磁感应强度及上述计算得到的磁致零偏补偿系数进行实时补偿，补偿后第K个惯性器件的零偏输出为，K＝1，2，3，4，5，6：其中：P_K为激光陀螺惯导系统第K个惯性器件经补偿后的每秒钟实时零偏脉冲输出，单位pulse/s，K＝1，2，3，4，5，6；P′_K为激光陀螺惯导系统第K个惯性器件补偿前每秒钟的零偏脉冲输出，单位pulse/s，K＝1，2，3，4，5，6；B^X、B^Y、B^Z分别为激光陀螺惯导系统X轴、Y轴、Z轴方向的磁感应强度，单位mT；为激光陀螺惯导系统第K个惯性器件X轴、Y轴、Z轴方向的磁致零偏补偿系数，K＝1，2，3，4，5，6，由上述计算得到，单位分别为pulse/(s·mT³)、pulse/(s·mT²)、pulse/(s·mT)、pulse/(s·mT³)、pulse/s·mT²、(pulse/)(s·mT)、pulse/(s·mT³)、pulse/(s·mT²)、pulse/(s·mT)。