[发明专利]一种平台式惯性导航系统的系统级补偿方法

权利要求书

1.一种平台式惯性导航系统的系统级补偿方法，其特征在于：该方法具体实现的步骤如下：

步骤一：在舰船航行过程中，采用的两套双轴旋转调制式惯性导航系统在相同的工作模式下工作，其误差传播规律相同；所述的两套双轴旋转调制式惯性导航系统为系统1和系统2；

系统1和系统2工作时间t后，在一段时间内采集系统1和系统2三个轴向的陀螺输出，将陀螺输出求平均值，两个系统三个轴向的陀螺输出的平均值分别为：

系统1

ωx1′ωy1′ωz1′=ωx+ϵx1+δx1(0)ωy+ϵy1+δy1(0)ωz+ϵz1+δz1(0)---(1)]]>

其中ω′_x1、ω′_y1和ω′_z1为系统1的x、y、z轴向陀螺的输出平均值，ω_x、ω_y和ω_z为载体三个轴向真实的角速率值，ε_x1、ε_y1和ε_z1为系统1的x、y、z轴向的陀螺漂移，δ_x1(0)、δ_y1(0)和δ_z1(0)为系统1俯仰角、横滚角和方位角的初始偏差；

系统2

ωx2′ωy2′ωz2′=ωx+ϵx2+δx2(0)ωy+ϵy2+δy2(0)ωz+ϵz2+δz2(0)---(2)]]>

其中，ω′_x2、ω′_y2和ω′_z2为系统2的x、y、z轴向陀螺的输出平均值，ε_x2、ε_y2和ε_z2为系统2的x、y、z轴向的陀螺漂移，δ_x2(0)、δ_y2(0)和δ_z2(0)为系统2的俯仰角、横滚角和方位角初始偏差；

所述的系统1和系统2的初始偏差在初始对准过程中进行标定，为已知量；

将两个系统三个轴向的陀螺输出的平均值相减，得到：

Δωx′Δωy′Δωz′=ωx1′-ωx2′ωy1′-ωy2′ωz1′-ωz2′=ϵx1-ϵx2+δx1(0)-δx2(0)ϵy1-ϵy2+δy1(0)-δy2(0)ϵz1-ϵz2+δz1(0)-δz2(0)---(3)]]>

步骤二，在系统1正常工作的状态下，绕轴分时反转系统2的惯性组件，绕轴分时反转的方案如下：

①系统2的惯性组件绕z轴旋转180度，此时x和y轴与旋转前相比方向相反，在系统2的惯性组件旋转所对应的时间内，采集系统1和系统2的x和y轴陀螺的输出，将x和y轴陀螺的输出求平均值，得到ω″_x1、ω″_y1、ω″_x2和ω″_y2：

ω″_x1＝ω′_x+ε_x1+δ_x1(0)

                             (4)

ω″_y1＝ω′_y+ε_y1+δ_y1(0)

ω″_x2＝-ω′_x+ε_x2+δ_x2(0)

                             (5)

ω″_y2＝-ω′_y+ε_y2+δ_y2(0)

其中，ω′_x和ω′_y分别为数据采集时载体x和y轴向真实的角速率值；将两个系统的x和y轴陀螺输出的平均值相加，得到：

Δωx′′Δωy′′=ωx1′′+ωx2′′ωy1′′+ωy2′′=ϵx1+ϵx2+δx1(0)+δx2(0)ϵy1+ϵy2+δy1(0)+δy2(0)---(6)]]>

②系统2的惯性组件绕x轴旋转180度，此时z轴与旋转前相比方向相反，在系统2的惯性组件旋转所对应的时间内，采集系统1和系统2的z轴陀螺的输出，将z轴陀螺的输出求平均值，得到ω″_z1和ω″_z2：

ω″_z1＝ω′_z+ε_z1+δ_z1(0)

                            (7)

ω″_z2＝-ω′_z+ε_z2+δ_z2(0)

其中，ω′_z为数据采集时载体z轴向真实的角速率值；

将两个系统的z轴陀螺输出的平均值相加，得到：

Δω″_z＝ω″_z1+ω″_z2＝ε_z1+ε_z2+δ_z1(0)+δ_z2(0)(8)

将方程(6)和(8)合并，得到：

Δωx′′Δωy′′Δωz′′=ωx1′′+ωx2′′ωy1′′+ωy2′′ωz1′′+ωz2′′=ϵx1+ϵx2+δx1(0)+δx2(0)ϵy1+ϵy2+δy1(0)+δy2(0)ϵz1+ϵz2+δz1(0)+δz2(0)---(9)]]>

③系统2的惯性组件绕z轴旋转180度，z轴旋转完成后系统2的惯性组件再绕x轴旋转180度，系统2的惯性组件即恢复到初始位置；

将方程(3)和(9)相加，得到系统1的陀螺漂移为：

ϵx1ϵy1ϵz1=Δωx′+Δωx′′2-δx1(0)Δωy′+Δωy′′2-δy1(0)Δωz′+Δωz′′2-δz1(0)---(10)]]>

将方程(3)和(9)相减，得到系统2的陀螺漂移为：

ϵx2ϵy2ϵz2=Δωx′′-Δωx′2-δx2(0)Δωy′′-Δωy′2-δy2(0)Δωz′′+Δωz′2-δz2(0)---(11)]]>

步骤三：根据公式(10)和(11)得到两系统的陀螺漂移，将两系统的陀螺漂移代入到平台式惯性导航系统中进行修正，以实现平台式惯性导航系统的系统级补偿。