[发明专利]一种大深度下潜三轴陀螺的零偏测试方法

说明书

本发明公开了一种大深度下潜三轴陀螺的零偏测试方法，该方法将待测试的三轴陀螺固联到带温箱的三轴转台上；温箱的温度变化分为n段，并逐渐递减，n为正整数；其中，第1段为保温段，第2到第n段为测试段，每个测试端都由变温段和温度不变的过渡段组成；在每个过渡段，令三轴转台按照设定的位置转动，根据三轴陀螺输出数据计算三轴陀螺的三轴零偏，据此确定三轴陀螺各项异性是否一致。使用本发明能够缩短试验时间，而且考虑陀螺大深度下潜过程中温度下降的过程，从而保证惯导中三轴陀螺零偏测试的准确性。

技术领域

本发明涉及陀螺零偏测试技术领域，具体涉及一种大深度下潜三轴陀螺的零偏测试方法。

背景技术

在自主式水下潜器(AUV，Autonomous Underwater Vehicle)执行下潜任务时，其下潜过程为：AUV预热2小时左右，然后大深度螺旋下潜，下潜深度超过6000米，下潜时间4小时左右，然后再执行长时间海底探测任务。AUV在下潜过程中没有全球导航卫星系统(GNSS)和DVL(多普勒测速仪)传感器等传感器组合，仅依靠光纤捷联惯性导航系统单独工作，即工作在纯惯性导航状态。而此时惯导系统的航姿保持精度取决于其内部三轴光纤陀螺的零偏。AUV在螺旋下潜过程中，光纤陀螺的温度先上升后下降，最后趋于稳定，同时涉及到不同的位置方向，都会对光纤陀螺零偏产生影响。综上对于大深度AUV所用的光纤陀螺三轴零偏各项异性要进行严格的筛选并进行温度补偿。

在已有的文献中有大量关于陀螺零偏的计算方法和零偏温度拟合补偿方法，相对于单个光纤陀螺温场分布均匀，惯导中的三个光纤陀螺的温场分布更为复杂。文献1(高精度光纤陀螺捷联系统标定技术，哈尔滨工程大学，2013，郭凯文，34页)中提到计算零偏的方法，光纤陀螺轴向朝向东西向加和计算均值，这种方法只考虑了东西向的零偏及安装误差，并且默认陀螺零偏不随位置发生变化。然而通过24位置标定试验计算，即便光纤陀螺经过预热后，零偏一致性差的陀螺在不同位置的零偏并不相同。文献2(专利名称为：一种基于时间序列分析消躁的光纤陀螺温度补偿方法，公开号CN102650527B)所公开的方案，数据处经过时间序列和卡尔曼滤波消躁处理，并进行温度漂移误差模型结构和参数辨识，建立光纤陀螺静态温度漂移误差多项式模型。采用的是静态定温标定，试验过程没有温度下降的变温过程，试验时间较长，至少需要30小时。文献3(发明名称：一种用于惯性导航系统的系统级二次温度补偿方法；公开号为CN106595710A)所公开的方案，针对冷态启动、快速导航的应用条件，进行冷态启动的测试，也只考虑了升温对陀螺零偏的影响，试验过程没有考虑温度下降的变温过程。试验时间更长，至少需要56小时。

可见，以上方法时间长，对于外界温度的模拟只考虑陀螺温度上升过程的拟合，而AUV在下潜过程中，其温度变化复杂，从而影响三轴陀螺零偏测试的准确性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种大深度下潜三轴陀螺的零偏测试方法，能够缩短试验时间，而且考虑陀螺大深度下潜过程中温度下降的过程，从而保证惯导中三轴陀螺零偏测试的准确性。

进一步的，通过温度补偿从而确保最终选定陀螺的零偏各项异性被消除。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种大深度下潜三轴陀螺的零偏测试方法，包括：

将待测试的三轴陀螺固联到带温箱的三轴转台上；温箱的温度变化分为n段，并逐渐递减，n为正整数；其中，第1段为保温段，第2到第n段为测试段，每个测试端都由变温段和温度不变的过渡段组成；

在每个过渡段，令三轴转台按照设定的位置转动，根据三轴陀螺输出数据计算三轴陀螺的三轴零偏，据此确定三轴陀螺各项异性是否一致。

优选地，所述温箱的温度变化范围为10℃～40℃。

优选地，所述变温段的温度呈线性变化。