[发明专利]无角运动环境下基于离心机的挠性陀螺比力敏感项标定方法

说明书

技术领域

本发明属于惯性技术领域，涉及一种挠性陀螺比力敏感项的标定方法，具体地说，是指无角运动环境下基于离心机的挠性陀螺比力敏感项标定方法。 

背景技术

挠性陀螺是一种机械式双自由度陀螺仪，它的驱动电机的电机转轴通过挠性接头带动转子作高速转动，挠性接头包含2对相互正交的挠性连接轴和1个平衡环，如图1所示。自问世以来，挠性陀螺已广泛应用在各种导航、制导与控制系统中。 

在实际应用中，挠性陀螺仪的角速度测量值中存在着由于各种内部及外部因素产生的漂移误差，一般由静态漂移误差、动态漂移误差和随机漂移误差等组成，其中由线运动引起的静态漂移误差是挠性陀螺漂移误差的主要部分，也是挠性捷联惯导系统误差的主要因素。挠性陀螺静态漂移误差数学模型中包含了对比力不敏感的漂移误差项和对比力敏感的漂移误差项。 

在实际应用中，挠性陀螺仪的误差模型可表示为： 

ω(X)_d＝K(X)_d

+K(X)_xa_x+K(X)_ya_y

ω(Y)_d＝K(Y)_d

+K(Y)_xa_x+K(Y)_ya_y

其中，ω(X)_d，ω(Y)_d——陀螺仪的漂移速率误差，单位：°/h； 

K(X)_d，K(Y)_d——常值漂移系数，与比力无关，单位：°/h； 

K(X)_x，，K(X)_y，K(Y)_x，，K(Y)_y——比力敏感项系数，单位：(°/h)/g； 

a_x，a_y——沿陀螺仪相应轴的比力大小，单位：g； 

现有的挠性陀螺或挠性惯组标定采用的是静态多位置标定方法，利用位置台使挠性陀螺朝向一定的方向，将地球转动角速度ω_e和当地的标准重力加速度g₀作为参考，通过多个方程联合求解的方法计算出挠性陀螺的误差项系数。静态多位置标定方法能够得到0～1g环境下挠性陀螺的常值漂移系数和比力敏感项系数，并认为在高过载环境下该系数仍保持线性不变。实际应用时，当挠性陀螺或挠性惯组应用于大过载环境时，使用地面多位置静态标定结果进行补偿，其实际使用精度常常与理论计算值差异甚远。这很可能是由于挠性陀螺比力敏感项系数在大过载环境下发生了变化所致。 

如果能够通过地面的大过载测试准确得到挠性陀螺的比力敏感项系数与环境过载的关 系，就能在实际使用时准确补偿挠性陀螺的比力敏感误差，从而提高挠性捷联惯导系统的实际导航性能，具有非常重要的实用价值。 

申请号为200810101156.3的中国发明专利，公开了一种挠性陀螺仪最优八位置标定方法，是将挠性陀螺仪安装在二轴位置速率转台上，在特定的方位采集数据并计算得到挠性陀螺静态误差补偿模型。通过陀螺测量值剩余平方和的比较，利用挠性陀螺仪最优八位置试验设计方法求解的漂移系数进行补偿后的结果较传统八位置方法提高了4～8倍。缺点：实质上与传统静态多位置测试方法相同，只能利用重力场作为环境过载激励，得到的结果只能对应1g环境下的性能参数，得不到大过载环境下标定系数的准确值。 

授权公告号CN 101377422B的中国发明专利，公开了一种挠性陀螺仪静态漂移误差模型最优二十四位置标定方法，是将挠性陀螺仪安装在三轴位置速率转台上，采用离散D-最优设计构造方法进行设计，从整个试验空间中选取二十四个空间位置取向作为陀螺坐标系取向并进行试验。相对于最优八位置法，最优二十四位置试验测试除了能够标定加速度无关项、加速度一次方有关项外，还可以得到加速度二次有关项漂移系数。缺点：实质上与传统静态多位置测试方法相同，只能利用重力场作为环境过载激励，虽然效果好于八位置，但是得到的结果只能对应1g环境下的性能参数，得不到大过载环境下标定系数的准确值。不超过1g的环境下，加速度二次有关项为小量，与环境干扰难以有效区分，因而结果的可信度不高。