[发明专利]一种基于光纤陀螺的转台校准装置及校准方法

权利要求书

1.一种基于光纤陀螺的转台校准装置，其特征在于，包括装置底座(5)、光纤陀螺(6)、锂电池组(7)、带WIFI数据发送功能的数据采集板(8)、装置顶盖(9)、锂电池组管理模块(10)；光纤陀螺(6)和锂电池组(7)安装在装置底座(5)上，其中光纤陀螺(6)位于装置底座(5)的正中心位置，锂电池组(7)均匀分布在光纤陀螺(6)的四周，带WIFI数据发送功能的数据采集板(8)和锂电池组管理模块(10)安装在装置顶盖(9)上，其中带WIFI数据发送功能的数据采集板(8)位于装置顶盖(9)的正中心位置，锂电池组管理模块(10)均匀分布在装置顶盖(9)的四个角上，锂电池组管理模块(10)和锂电池组(7)组成整个装置的电源模块，给整个装置供电，带WIFI数据发送功能的数据采集板(8)与光纤陀螺(6)相连，携带光纤陀螺(6)的数据信息的WIFI传输信号(3)与带WIFI连接和数据接收功能的计算机(4)相连；

采用所述的基于光纤陀螺的转台校准装置的校准方法，步骤如下：

1.1)将基于光纤陀螺的转台校准装置安装在被校准转台上，设定校准过程中光纤陀螺的标度因数为K，控制被校准转台回到绝对零位处，并设计好校准过程中转台需校准的位置点数N；

1.2)控制被校准转台从绝对零位处转动到角位置θ_i，θ_i＝360°/N*i,i＝1,2,3…,N，记录下此时基于光纤陀螺的转台校准装置测得的角度值，记为θ_{FOG_i}，并控制被校准转台再次回到绝对零位处；

1.3)重复步骤1.2)，直到选定的N个校准点均完成校准，得到N个校准点处的误差值Δθ_i，Δθ_i＝θ_{FOG_i}-θ_i；

1.4)为了消除由于设定的标度因数K值与当前应用场景下的实际标度因数值的偏差引起的线性校准误差，根据如下的处理方式对校准结果进行处理：

令：根据最小二乘法得到：

X＝(A^TA)^-1A^TY (2)

在扣除由于设定的标度因数K值与当前应用场景下的实际标度因数值的偏差引起的线性校准误差后，根据基于光纤陀螺的转台校准装置得到的被校准转台在各个校准点处的实际误差Δθ_{i_act}为：

Δθ_{i_act}＝Δθ_i-εθ_i (3)

被校准转台的角位置误差为：

Δθ＝±max{|Δθ_{i_act}|} (4)；

所述的校准方法，基于对被校准转台的角位置误差进行校准的过程中得到的结果进一步对被校准转台的角速率误差进行校准，步骤如下：

2.1)在完成被校准转台的角位置误差校准后，得到在本次校准过程中，实际的光纤陀螺标度因数K_act与初始设定的标度因数K值之间的关系为：

K_act＝K(1+ε) (5)；

2.2)在进行被校准转台的角速率误差校准之前，先将原先设定好的标度因数K值更改为K_act，并设计好待校准的被校准转台的角速率序列Ω＝{Ω₁,Ω₂,…Ω_M}，被校准转台的角速率序列Ω中的Ω_i的值根据需要自行设定，i＝1,2,…M；

2.3)控制被校准转台以给定的角速率Ω_i匀速旋转，基于光纤陀螺的转台校准装置测得的实际角速率值记为Ω_{FOG_i}，得到该角速率点下的相对速率误差为：

2.4)重复步骤2.3)，直到设定的角速率序列Ω中的每个速率点均完成校准；

2.5)根据Ω_i＜1°/s,1°/s≤Ω_i＜10°/s,Ω_i≥10°/s这三个档位对设定的被校准转台的角速率序列Ω进行分档，并取每个档位中的最大角速率相对速率误差作为被校准转台在该档位下的角速率误差，