[发明专利]振动陀螺仪的标定

说明书

本发明涉及其原理基于科里奥效应的振动陀螺仪，并且具体地涉及这类陀螺仪的标定。

如同任何的测量装置一样，振动陀螺仪需要有标定步骤，即，在该步骤中定义对装置的粗略测量数值作出的纠正，以便提高装置的精度，其为附加测量的各种参数(例如，温度)的函数，在全角模式中(自由振动)使用的轴对称振动陀螺仪的特殊情况下测得的数值或振动位置，这样，该测量装置可正确地运行。

通常，振动陀螺仪在使用前进行标定。因此，例如，可在出厂之前对其进行标定。

陀螺仪的标定可以在一个确定的时间段中提供相应的测量数值。但是，随着时间的推移，这样的振动陀螺仪呈现测量偏差，振动陀螺仪呈现的偏移量可特别地因其标定参量的退化而引起。其结果，在使用振动陀螺仪一段时间之后，陀螺仪提供的测量数值可能受到作为温度函数或振动位置函数的漂移误差的影响。在全角模式中使用的轴对称振动陀螺仪的特别情况中，依赖振动位置的测量偏差中的随时间的变化是装置误差的主要原因之一。

因此，优选的是预作安排以实施针对这类偏移的陀螺仪的标定步骤，在陀螺仪使用过程中执行多次振动陀螺仪标定的步骤。然而，当执行这样的标定步骤时，陀螺仪不能用作为精确的测量装置。

本发明旨在改善这样的情形。

本发明的第一方面提出一种标定陀螺仪系统中的待标定陀螺仪的方法，所述系统包括至少四个能在多个振动位置中改变振动位置的振动陀螺仪；

第一测量由所述待标定的陀螺仪提供，并且第二测量由所述系统中其他陀螺仪的各自的测量的组合提供，所述第一和第二测量沿着相同的测量轴进行；

对于在所述振动位置之一振动的待标定的陀螺仪，所述标定方法包括下述步骤：

/1/确定步骤(12)，用于确定所述第一测量和第二测量之间的测量漂移数值(drift value)；

/2/指令步骤(13)，使待标定的陀螺仪的振动位置改变至所述多个振动位置的另一个振动位置，并且迭代步骤/1/；

/3/迭代步骤(14)，迭代步骤/2/K次，K为正整数；以及，

/4/生成步骤(15)，基于步骤/1/的迭代获得的漂移数值，生成作为待标定陀螺仪振动位置函数的漂移模型。

测量的组合可以为线性的组合。

这里，专业术语“漂移模型”对应于影响作为振动陀螺仪振动位置函数的测量数值的振动陀螺仪的漂移数值(或者“差异值”)的建模。

需要注意的是，第一测量和第二测量可对应于角度值，或旋转速度值。振动陀螺仪可以在提供角测量值的“全角”模式中使用，或在提供角速率测量值的“速率”模式中使用。

由于如此方法的设置，即使在所讨论的陀螺仪系统继续提供相关陀螺仪信息的同时，也可以有利地执行振动陀螺仪标定的步骤。

由于该标定步骤，根据该步骤获得漂移模型，就能校正通过对应的振动陀螺仪测得的数值。这个漂移模型可以使测量漂移数值对应于陀螺仪的振动位置。因此，振动陀螺仪测得的在特定振动位置上振动的数值可通过考虑相关的漂移误差容易地进行校正。

因此，可以随时更新漂移模型，因而可定期地更新，不会打断陀螺仪系统提供的信息。

这样的标定方法是基于将相对于陀螺仪系统使用的振动陀螺仪的数量附加的振动陀螺仪引入到陀螺仪系统内，以便对用户提供陀螺仪信息，或者导航的指示。与系统中不在标定过程中的其他陀螺仪相关的这个附加的陀螺仪，构成能够测量待标定的另一个陀螺仪的误差的测量参考值。

有利地是，实施这样的方法可以使用与用来提供导航指示的陀螺仪相同类型的附加陀螺仪，即，与待标定陀螺仪的性能相似的性能。因此，不需要如附加的陀螺仪那样引入更好质量并且因此更加昂贵的陀螺仪。

该优点基于这样的事实：轴对称振动陀螺仪具有振动位置一周旋转的平均漂移，对于该振动的任何位置，其大于一个幅度序列，并且比其漂移更加稳定。其结果，在根据本发明的实施例的方法的标定步骤的过程中，尝试识别依赖于振动位置的漂移分量，其平均数值被认为是稳定的并且无需标定的先验值(priori)。

这样的执行方法能够标定振动陀螺仪，其精度大于用于该标定使用的附加陀螺仪的绝对精度的10倍。

陀螺仪系统可以例如包括四个振动陀螺仪，三个振动陀螺仪分别沿着三条正交轴布置，而第四个振动陀螺仪沿着所述三个正交轴线的三等分角线设置。

有利地是，这个振动陀螺仪提供的测量，且在步骤/4/中为其生成漂移模型，根据该漂移模型进行校正。