[发明专利]一种仪表冗余惯性平台系统

权利要求书

1.一种仪表冗余惯性平台系统，其特征在于：包括台体和台体上安装的陀螺仪组合，其特征在于：所述陀螺仪组合包括3个正交安装的单自由度积分陀螺仪和1个两自由度动力调谐陀螺仪，所述3个正交安装的单自由度积分陀螺仪控制台体的轴端电机，使台体稳定在惯性空间，所述1个两自由度动力调谐陀螺仪测量台体相对惯性空间的角速度，经过姿态更新后实时给出台体相对于惯性坐标系的坐标变化矩阵；

所述两自由度动力调谐陀螺仪测量台体相对惯性空间的角速度，经过姿态更新后实时给出台体相对惯性空间的姿态的具体方法如下：

(1)给出四元数的初值λ、ρ₁、ρ₂、ρ₃；

(2)台体稳定在惯性空间时，取且台体相对惯性空间转动时，取和由两自由度动力调谐陀螺仪测量得到；

其中：为台体坐标系OX_PY_PZ_P中台体Z_P轴的角速度，为台体坐标系OX_PY_PZ_P中台体X_P轴的角速度，为台体坐标系OX_PY_PZ_P中台体Y_P轴的角速度；

(3)由如下姿态更新方程得到一组新的四元数λ、ρ₁、ρ₂、ρ₃：

(4)根据所述一组新的四元数λ、ρ₁、ρ₂、ρ₃得到台体相对于惯性坐标系的坐标变化矩阵具体如下：

(5)下一导航时刻，将步骤(3)得到的一组新的四元数λ、ρ₁、ρ₂、ρ₃作为四元数的初值，重新返回步骤(2)，依此循环，直至导航任务结束。

2.根据权利要求1所述的惯性平台系统，其特征在于：所述台体上还包括加速度计组合，所述加速度计组合包括4个石英加速度计，其中3个石英加速度计正交安装构成加速度计输入轴坐标系，第4个石英加速度计在所述加速度计输入轴坐标系中斜置安装；所述加速度计输入轴坐标系与台体坐标系OX_PY_PZ_P重合。

3.根据权利要求2所述的惯性平台系统，其特征在于：所述第4个斜置安装的石英加速度计的输入轴与其他3个石英加速度计的输入轴的夹角相同。

4.根据权利要求3所述的惯性平台系统，其特征在于：所述夹角的余弦值的绝对值为

5.根据权利要求1所述的惯性平台系统，其特征在于：所述3个正交安装的单自由度积分陀螺仪，其中1个陀螺仪的输入轴与台体坐标系OX_PY_PZ_P中的台体Z_P轴平行，另外2个陀螺仪的输入轴分别与台体Z_P轴垂直且二者相互垂直，构成陀螺仪组合输入轴坐标系。

6.根据权利要求1所述的惯性平台系统，其特征在于：所述两自由度动力调谐陀螺仪的自转轴与台体坐标系OX_PY_PZ_P中的台体Z_P轴平行，2个输入轴分别与其中2个单自由度积分陀螺仪的输入轴平行。

7.根据权利要求5所述的惯性平台系统，其特征在于：所述两自由度动力调谐陀螺仪包含再平衡回路，所述两自由度动力调谐陀螺仪与再平衡回路共同作用测量出台体相对惯性空间的角速度，经过姿态更新后实时给出台体相对惯性空间的姿态。

8.根据权利要求2-4之一所述的惯性平台系统，其特征在于：所述台体上的4个石英加速度计，当其中任意一个石英加速度计出现故障时，其余3个石英加速度计配合实现台体相对惯性空间的视加速度的测量。

9.根据权利要求1-7之一所述的惯性平台系统，其特征在于：所述3个正交安装的单自由度积分陀螺仪为液浮陀螺仪、静压液浮陀螺仪或三浮陀螺仪中任意一种或几种组合。