[发明专利]一种加速度计尺寸效应误差的标定方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及导航技术领域，尤其涉及一种加速度计尺寸效应误差的标定方法及装置。

背景技术

目前，在导航技术领域中，惯性导航系统(INS，Inertial Navigation System)是 一种利用惯性敏感器件、基准方向和最初的位置等信息来确定运载体的方位、位置和速度 的导航系统。由于惯性导航系统完全依靠于载体自身的设备进行导航，不会与外界发生任 何声、光、电、磁的联系，因此它具有自主性、隐蔽性、实时性和全天候等优点，在各种 运载体的导航、制导、定位和稳定控制中获得了广泛的应用。

而捷联惯性导航技术的出现和发展代表了现代惯性导航技术的一个新的发展方向， “捷联”这一术语的英文原意就是“捆绑”，所谓的捷联惯性导航技术就是将惯性敏感元 件，例如陀螺仪与加速度计直接固定在运载体上，由陀螺仪和加速度计分别测量该运载体 相对惯性空间的三个转动角速度和三个线加速度沿运载体坐标系的分量；再经过坐标变换 将加速度信息转化为沿导航坐标系的加速度；经过计算后就可以得到运载体的位置、速度、 航向和水平姿态等各种导航信息。

由于捷联惯性导航系统中的惯性敏感元件(陀螺仪和加速度计)是直接安装在载体上 的，在理想情况下，各个加速度计应准确地安装在载体的同一位置，但显然这是不可能实 现的，因为惯性敏感元件都有一定的尺寸，而且硬件安装位置的设计也受到限制，这样由 于加速度计相对于理想位置来说出现了物理偏移，那么其检测到的切向力和向心力就被称 作“尺寸”效应，由于捷联计算算法的缺陷，因此就会出现尺寸效应误差。尤其是载体在 做振荡运动时，振荡运动经过整流以后，就会给出稳定的加速度误差。因此，有必要通过 系统精标定等方式将系统的尺寸效应误差分离并提取出来，然后用软件补偿的方法来消除 该尺寸效应误差的影响。

在现有技术中，可以通过建立组合测量系统补偿误差模型，来推导出激光陀螺组合静 态漂移参数连续自动标定的过程，给出具体测试位置的编排方式和数据处理方法。该方法 能够有效地分离出激光陀螺组合的静态漂移参数，为计算机进行误差补偿提供依据。但现 有技术的标定方法并不能将加速度计的尺寸效应误差与加速度计的其他误差项有效分离 出来，也就无法实现加速度计尺寸效应误差的精确标定，影响了系统的导航精度和效率。

发明内容

本发明实施例提供了一种加速度计尺寸效应误差的标定方法及装置，能够实现加速度 计尺寸效应误差的系统级精确标定，从而最大程度的分离出了加速度计的尺寸效应误差和 加速度计的其他误差项，进而提升了系统的导航精度和效率。

本发明实施例提供了一种加速度计尺寸效应误差的标定方法，包括：

对所述陀螺仪进行标定，并补偿陀螺误差；

将所述系统以不同的角速度转动，并在所述系统到达同一位置时获取系统水平速度误 差；

根据所述系统水平速度误差的变化来获得所述加速度计的尺寸效应误差。

所述将所述系统以不同的角速度转动，具体包括：

将所述系统的导航坐标系取为游动自由方位坐标系，并分别按照预先设定的方式进行 转动。

所述预先设定的方式，具体包括：

设定所述系统的初始位置，并设定系统绕固定轴转动；

将所述系统按照设定的角加速度依次进行加速转动、匀速转动和减速转动。

所述系统到达同一位置，具体包括：

根据系统的转动方式，选择起始时刻和位置相同的时刻为观测点。

所述起始时刻为0秒时刻；

所述位置相同时刻为第16秒时刻。

本发明实施例还提供了一种加速度计尺寸效应误差的标定装置，包括：

初始采集单元，用于对捷联惯性导航系统进行预热，并采集所述系统中的陀螺仪和加 速度计的输出数据；

陀螺误差补偿单元，用于对所述陀螺仪进行标定，并补偿陀螺误差；

系统水平速度误差获取单元，用于将所述系统以不同的角速度转动，并在所述系统到 达同一位置时获取系统水平速度误差；

尺寸效应误差标定单元，用于根据所述系统水平速度误差的变化来获得所述加速度计 的尺寸效应误差。

所述装置还包括：

转动设定单元，用于将所述系统的导航坐标系取为游动自由方位坐标系，并分别按照 预先设定的方式进行转动。