[发明专利]光纤陀螺捷联惯性导航系统的单轴转台标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种导航领域的标定方法。

背景技术

标定技术就是一种从软件方面来提高惯性导航系统使用精度的方法。标定技术本质上也是一种误差测量技术。对于光纤陀螺捷联惯性导航系统，所谓误差补偿技术就是建立光纤陀螺和石英挠性加速度计的误差数学模型，通过一定的试验来测量模型系数，进而确定光纤陀螺和石英挠性加速度计的误差数学模型。目前的标定方法都要使用大型的三轴测试转台，执行预先设定好的标定路径，经过位置测量试验、速率测量试验和零位修正测量试验，标定测量出光纤陀螺的漂移、刻度因数、安装误差；石英挠性加速度计的刻度因数、零位偏值、安装误差。

转台作为捷联惯性导航系统的测试设备，是一种复杂的集光机电一体的现代化设备，它能够模拟载体的各种姿态角运动，复现其运动时的多种动力学特性，对船舶、飞机的制导系统、控制系统以及相应器件的性能进行反复测试，获得充分的试验数据，并根据数据对系统进行重新设计和改进，达到总体设计的性能指标要求。三轴测试转台作为转台的一种，能够在三个自由度上进行姿态角运动，即可以复现载体所有的姿态角运动状态，大型的三轴测试转台角位置定位精度高、速率范围广、功能多，缺点是价格昂贵(一般在一百万元以上)、安装麻烦(需要三到五米的地基)、维护保养程序繁琐。

光纤陀螺的制造过程中，光学器件特别是光纤环的缠绕需使用大量的紫外固化胶，其性能会随着时间的增加而产生变化，进而改变光学器件的性能，对光纤陀螺的漂移、刻度因数产生影响；石英挠性加速度计的挠性轴弹性系数也会随着时间的改变而产生变化，对石英挠性加速度计的零位偏值、和刻度因数产生影响，只能通过重新标定的方法消除其影响。根据研究与使用经验，中低精度的光纤陀螺捷联惯性导航系统在三个月到四个月之内，光纤陀螺的输出性能保持稳定，能够满足捷联惯性导航系统的正常工作。使用时间超过四个月，则无法保证精度，需要重新标定。并且，光纤陀螺的漂移、石英挠性加速度计的零位偏值比较光纤陀螺刻度因数、石英挠性加速度计的刻度因数，对于捷联惯性导航系统性能的影响起到主要的作用(光纤陀螺和石英挠性加速度计一般视为刚体，其安装误差不随时间改变)。对于中低精度的光纤陀螺捷联惯性导航系统，在精度要求不高的情形下，只需要标定光纤陀螺的漂移、石英挠性加速度计的零位偏值。

发明内容

本发明的目的在于提供标定成本低、步骤简单、标定时单轴转台放置于地面即可、无需试验室环境的光纤陀螺捷联惯性导航系统的单轴转台标定方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明光纤陀螺捷联惯性导航系统的单轴转台标定方法，其特征是：

(1)将光纤陀螺捷联惯性导航系统放置于单轴转台上，光纤陀螺捷联惯性导航系统通电进行预热，然后采集陀螺仪和加速度计输出的数据；

(2)记初始时刻光纤陀螺捷联惯性导航系统所在位置为a位置，在a位置采集300秒内光纤陀螺输出的角速度

ω^a(1)，ω^a(2)，...ω^a(N)

和石英挠性加速度计输出的比力

f^a(1)，f^a(2)，...f^a(N)，

其中h为光纤陀螺捷联惯性导航系统的采样周期，上角标a表示数据采集时光纤陀螺捷联惯性导航系统处在a位置；

(3)由步骤(2)测量结果，得出a位置上光纤陀螺输出的角速度平均值