[发明专利]一种使用正交双置陀螺仪矫正零偏的方法

摘要

本发明属于陀螺仪测量领域，涉及一种使用正交双置陀螺仪矫正零偏的方法。将两个参数相同的单轴陀螺仪A和陀螺仪B的测量轴相互垂直的刚性连接在一起，沿两个测量轴所在平面的法线方向给陀螺仪施加一个恒定的转速ωc，分别测量陀螺仪A和陀螺仪B在x轴上的角速度ωx或z轴上的角速度ωz，当在z轴上测量单轴陀螺仪A和陀螺仪B的角速度ωz时，得到陀螺仪A和陀螺仪B原始测量值。本发明利用了正交信号的相关性，使用独特的结构和算法，使陀螺仪的零偏矫正简单可靠，并且和陀螺仪自身零偏特性无关，因此使用本发明的技术无需对陀螺仪的零偏补偿数据进行个体计量。

主权项

一种使用正交双置陀螺仪矫正零偏的方法，其特征在于：将两个参数相同的单轴陀螺仪A和陀螺仪B的测量轴相互垂直的刚性连接在一起，初始条件时，陀螺仪A的测量轴和z轴平行，陀螺仪B的测量轴和x轴平行，两个陀螺仪的测量轴所在的平面的法线为y轴，沿两个测量轴所在平面的法线方向y轴给陀螺仪施加一个恒定的转速ω0，分别测量陀螺仪A和陀螺仪B在x轴上的角速度ωx或y轴上的角速度ωy，当陀螺仪A和陀螺仪B测量在z轴上角速度ωz时，得到的陀螺仪A和陀螺仪B原始测量值分别是：Az＝ωz·cos(ω0t)+aBz＝ωz·sin(ω0)+b其中a为陀螺仪A的瞬时零偏，b为陀螺仪B的瞬时零偏。对测量值Az和Bz同ω0的两个正交分量cos(ω0t)，sin(ω0t)做如下运算：Az·cos(ω0)+Bz·sin(ω0t)＝ωz+a·cos(ω0t)+b·sin(ω0t)当ω0远大于ωz时，对以上运算结果进行低通滤波，即得到没有零偏误差的ωz值；当陀螺仪A和陀螺仪B测量在x轴上的角速度ωx时，得到的陀螺仪A和陀螺仪B的原始测量值分别是：Ax＝‑ωx·sin(ω0t)+aBx＝ωx·cos(ω0t)+b对测量值Ax和Bx同ω0的两个正交分量cos(ω0)，sin(ω0)做如下运算：Ax·sin(ω0t)‑Bx·cos(ω0t)＝‑ωx+a·sin(ω0t)+b·cos(ω0t)当ω0远大于ωx时，对以上运算结果进行低通滤波并取反，即得到没有零偏误差的ωx值；当在x轴上、z轴上同时存在ωz和ωz时，得到的陀螺仪A和陀螺仪B的原始测量值分别是：A＝‑ωx·sin(ω0t)+ωz·cos(ω0t)+aB＝ωx·cos(ωct)+ωzsin(ω0t)+b对测量值A和B同ω0的两个正交分量cos(ω0t)，sin(ω0t)做如下运算：A·cos(ω0t)+B·sin(ω0t)＝ωz+a·cos(ω0t)+b·sin(ω0t)当ω0远大于ωz时，对以上运算结果进行低通滤波，即可得到没有零偏误差的ωz值；A·sin(ω0t)‑D·cos(ω0t)＝‑ωx+a·sin(ω0t)+b·cos(ω0t)当ω0远大于ωx时，对以上运算结果进行低通滤波，即可得到没有零偏误差的ωx值。