[发明专利]一种陀螺仪组合高阶误差系数分离与补偿方法和系统

说明书

本发明公开了一种陀螺仪组合高阶误差系数分离与补偿方法和系统，该方法包括：建立陀螺仪组合高阶误差系数分离测试系统；基于建立的陀螺仪组合高阶误差系数分离测试系统，进行陀螺仪组合高阶误差系数分离测试，得到测试结果；根据测试结果，结合陀螺仪组合误差模型，分离出陀螺仪组合的各项误差系数；根据分离出的陀螺仪组合的各项误差系数，对参与导航解算的陀螺仪组合误差进行修正，进而实现对惯性导航陀螺仪测量误差的补偿。本发明可分离出陀螺仪组合的各项误差系数，通过误差补偿提高了陀螺仪组合的测量精度。

技术领域

本发明属于惯性导航技术领域，尤其涉及一种陀螺仪组合高阶误差系数分离与补偿方法和系统。

背景技术

惯性导航广泛应用于导弹、飞机、舰船和兵器等领域，主要作用是实时确定载体相对导航系的位置、速度和姿态信息。在实现上述导航功能的过程中，陀螺仪组合的精度直接决定了姿态解算的精度，加速度计组合的精度直接决定了位置和速度的精度。为实现高精度的导航，必须从硬件上提高惯性器件的精度，但由于牵涉到材料、工艺等基础学科，难以在短期内较大幅度提高惯性器件的精度。而采取误差补偿的方法可在短期内显著提高惯性器件的使用精度。

误差补偿的前提条件是标定出误差系数。目前，基于重力场多位置翻滚试验只能分离出加速度计组合的零偏和标度因数等低阶误差项，而分离的二次项、奇二次项、交叉耦合项等高阶误差项置信度较低。为此，开展基于离心机大过载激励的高阶误差项分离方法是一项关键技术。

采用离心机分离惯性器件误差系数时，要求具有高精度的离心机。在目前公开的资料上，都是以离心机的加速度作为惯性器件误差分离的基准。离心机的基本原理是单轴速率转台，在离心机杆臂转动过程中，会产生向心加速度。当要求常值向心加速度时，就要求离心机的转动速度非常平稳。

《惯性器件(下)》(中国宇航出版社)中625～630页中，介绍了单表级(比如，石英加速度计、陀螺加速度计等)的离心机试验，但没有陀螺仪的离心机测试方法，也没有系统级的离心机测试方法。因此，虽然离心机可激励出大过载，但是否能分离出惯性测量系统所有的高阶误差项尚不可知，所以，如何通过离心机上有效地分离出高精度惯性器件的所有误差系数是一个关键技术。

为此，需要研究一种基于离心机大过载激励的惯性测量系统中的陀螺仪组合高阶误差系数分离方法，以便通过误差补偿提高惯性器件的使用精度，进而提高惯性导航的精度。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种陀螺仪组合高阶误差系数分离与补偿方法和系统，可分离出陀螺仪组合的各项误差系数，通过误差补偿提高了陀螺仪组合的测量精度。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种陀螺仪组合高阶误差系数分离与补偿方法，包括：

建立陀螺仪组合高阶误差系数分离测试系统；

基于建立的陀螺仪组合高阶误差系数分离测试系统，进行陀螺仪组合高阶误差系数分离测试，得到测试结果；

根据测试结果，结合陀螺仪组合误差模型，分离出陀螺仪组合的各项误差系数；

根据分离出的陀螺仪组合的各项误差系数，对参与导航解算的陀螺仪组合误差进行修正，进而实现对惯性导航陀螺仪测量误差的补偿。

在上述陀螺仪组合高阶误差系数分离与补偿方法中，建立陀螺仪组合高阶误差系数分离测试系统，包括：

将离心机杆臂安装在基座上，将反转平台安装在离心机杆臂的一端，将配重安装在离心机杆臂的另一端，构建得到陀螺仪组合高阶误差系数分离测试系统；

离心机杆臂与基座的连接点为离心机杆臂的中心；

配重，用于平衡反转平台和陀螺仪组合的质量和。

在上述陀螺仪组合高阶误差系数分离与补偿方法中，