[发明专利]一种仪表冗余惯性平台系统

说明书

本发明涉及一种仪表冗余惯性平台系统，包括台体和台体上安装的陀螺仪组合，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，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，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，台体上还包括加速度计组合，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个石英加速度斜置安装，该惯性平台系统具有全姿态、大机动、高可靠、高精度的优点，可以满足载体的全姿态运动的使用要求。

技术领域

本发明涉及一种仪表冗余惯性平台系统，尤其涉及一种适应载体全姿态机动运行的惯性平台系统，可适用于要求全姿态的弹道导弹、巡航导弹、战斗机等，属于惯性测量技术领域。

背景技术

在弹道导弹或战斗机等要求大机动的载体上，高精度惯性平台系统的陀螺仪目前采用液浮陀螺仪、静压液浮陀螺仪、三浮陀螺仪和动力调谐陀螺仪，平台框架结构为两框架三轴形式或三框架四轴形式。

在中国宇航出版社《惯性器件》公开的平台方案中，都采用3个单自由度积分陀螺仪方案或2个两自由度动力调谐陀螺仪方案，这种方案的优点是仪表配置简单，结构不复杂，但其缺点是不能满足载体的全姿态运动，比如，两框架三轴平台在内框架角度工作于90°时或三框架四轴平台的外框架角度工作于90°时，都会引起框架锁定，从而引起台体相对惯性空间转动。

为避免框架锁定的发生，目前的解决方案是限制载体的运动轨迹，比如，弹道式导弹的轨迹为抛物线，其偏航角变化不大，因此，可使两框架三轴平台的内框架角敏感载体的偏航角。

但是，这种限制载体轨迹的方案越来越不能满足大机动、快速响应的发展趋势，为此，迫切需要研究惯性平台不受载体运动影响的全姿态方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种仪表冗余惯性平台系统，该惯性平台系统具有全姿态、大机动、高可靠、高精度的优点，可以满足载体的全姿态运动的使用要求。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种仪表冗余惯性平台系统，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。

在上述惯性平台系统中，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。

在上述惯性平台系统中，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。

在上述惯性平台系统中，所述夹角的余弦值的绝对值为

在上述惯性平台系统中，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中的台体轴Z_P平行，另外2个陀螺仪的输入轴分别与台体轴Z_P垂直且二者相互垂直，构成陀螺仪组合输入轴坐标系。

在上述惯性平台系统中，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中的台体轴Z_P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。