[发明专利]一种微惯性寻北仪及其应用方法

权利要求书

1.一种微惯性寻北仪，其特征在于，包括壳体（1），所述壳体（1）中设有可转动的传感器安装块（2），所述传感器安装块（2）上设有磁吸连接件（21），且所述壳体（1）中设有沿传感器安装块（2）的周向间隙布置的电磁铁（3），所述壳体（1）中还设有控制单元（4），所述电磁铁（3）的控制端均与控制单元（4）连接，所述传感器安装块（2）的前部通过转轴连接有轴承（5），所述轴承（5）安装于壳体（1）的内壁，所述转轴远离传感器安装块（2）的中心。

2.根据权利要求1所述的微惯性寻北仪，其特征在于，所述轴承（5）为阻尼轴承。

3.根据权利要求1所述的微惯性寻北仪，其特征在于，所述电磁铁（3）在壳体（1）的左右两侧交错布置，所述磁吸连接件（21）安装于传感器安装块（2）的侧边。

4.根据权利要求1所述的微惯性寻北仪，其特征在于，所述传感器安装块（2）上还安装有X轴传感组件（22）和Y轴传感组件（23），所述X轴传感组件（22）和Y轴传感组件（23）分别连接控制单元（4）。

5.根据权利要求4所述的微惯性寻北仪，其特征在于，所述X轴传感组件（22）包括分别设置于传感器安装块（2）同一侧边的X轴加速度计（221）和X轴陀螺仪（222），所述Y轴传感组件（23）包括分别设置于传感器安装块（2）同一侧边的Y轴加速度计（231）和Y轴陀螺仪（232），所述X轴加速度计（221）和Y轴加速度计（231）分别设置于传感器安装块（2）的相邻侧边。

6.根据权利要求1~5任一所述的微惯性寻北仪的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1）控制单元（4）依次控制每个电磁铁（3）通电/断电直到传感器安装块（2）旋转180°，同时获取X轴传感组件（22）和Y轴传感组件（23）的反馈数据；

S2）根据传感器安装块（2）旋转180°前后的反馈数据，计算消除零偏影响后的俯仰角、滚动角和方位角，其中方位角表达式如下：

上式中，为俯仰角，为滚动角，为地球自转角速度，L为当地纬度，为X轴传感组件（22）的X轴陀螺仪（222）在传感器安装块（2）旋转180°前的输出，为X轴传感组件（22）的X轴陀螺仪（222）在传感器安装块（2）旋转180°后的输出，为Y轴传感组件（23）的Y轴陀螺仪（232）在传感器安装块（2）旋转180°前的输出，为Y轴传感组件（23）的Y轴陀螺仪（232）在传感器安装块（2）旋转180°后的输出。

7.根据权利要求6所述的微惯性寻北的应用方法，其特征在于，所述电磁铁（3）按照逆时针/顺时针方向升序编号，步骤S1）中依次控制每个电磁铁（3）通电/断电直到传感器安装块（2）旋转180°的步骤具体包括：为当前电磁铁（3）通电，若存在后续编号的电磁铁（3），等待预设时间后，将当前电磁铁（3）断电，同时为下一编号的电磁铁（3）通电，若当前电磁铁（3）为最后的编号，则传感器安装块（2）旋转180°。

8.根据权利要求6所述的微惯性寻北的应用方法，其特征在于，步骤S2）中俯仰角表达式如下：

上式中，为X轴传感组件（22）的X轴加速度计（221）在传感器安装块（2）旋转180°前的输出，为X轴传感组件（22）的X轴加速度计（221）在传感器安装块（2）旋转180°后的输出，为当地重力加速度；

步骤S2）中滚动角表达式如下：

上式中，为Y轴传感组件（23）的Y轴加速度计（231）在传感器安装块（2）旋转180°前的输出，为Y轴传感组件（23）的Y轴加速度计（231）在传感器安装块（2）旋转180°后的输出，为当地重力加速度，为俯仰角。