[发明专利]速率陀螺校准方法

摘要

本发明公开了一种速率陀螺校准方法，用于解决现有速率陀螺误差标定过程复杂的技术问题。技术方案是将载体分别绕X轴、Y轴、Z轴旋转，由磁传感器的输出数据变化计算载体的旋转角速率，以此作为标定速率陀螺的基准角速率，分别校准速率陀螺的每个轴的标度因数和零偏误差。该方法无需速率转台，实现条件简单，适用于在线快速标定。经测试，陀螺静态精度能够达到十分钟漂移在2.5°以内，动态条件下，三个轴在输入角速率小于25°/s时，误差均能保持在±2°以内。

主权项

1.一种速率陀螺校准方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、建立速率陀螺的误差模型为：ωxmωymωzm=Nx000Ny000Nzωxωyωz+BωxBωyBωz---(1)]]>式中，ω_xm、ω_ym、ω_zm分别为MEMS陀螺X、Y、Z轴输出角速度的测量值；ω_x、ω_y、ω_z分别为陀螺X、Y、Z轴的实际输入角速度值；N_x、N_y、N_z分别为陀螺X、Y、Z轴的标度因数；B_ωx、B_ωy、B_ωz分别为陀螺X、Y、Z轴的零偏误差；步骤二、将安装有三轴磁传感器和三轴速率陀螺的航向姿态测量系统固定在水平的三轴无磁转台上，航姿测量系统的Z轴指天，X轴和Y轴与转台内框中轴线重合；步骤三、固定航向角倾斜角γ=0°，载体绕X轴逆时针缓慢旋转；定义h_x、h_y、h_z分别为T时刻三轴磁传感器输出的地磁场矢量在X、Y、Z轴上的分量，h'_x、h'_y、h'_z为T+T_s时刻磁传感器的三轴输出数据；根据坐标旋转公式，求得T_s时间内载体绕X轴的旋转角度Δθ为：Δθ=arctan(hy′hz-hyhz′hyhy′+hzhz′)---(2)]]>选择磁传感器的数据更新频率为旋转时间差T_s，载体绕X轴旋转的基准角速率ω_x为：ωx=ΔθTs---(3)]]>步骤四、固定航向角俯仰角θ=0°，载体绕Y轴逆时针缓慢旋转，根据坐标旋转公式，求得T_s时间内载体绕Y轴的旋转角度Δγ为：Δγ=arctan(-hx′hz-hxhz′hxhx′+hzhz′)---(4)]]>载体绕Y轴旋转的基准角速率ω_y为：ωy=ΔγTs]]>步骤五、固定俯仰角θ=0°，倾斜角γ=0°，载体绕Z轴顺时针缓慢旋转，根据坐标旋转公式，求得T_s时间内绕Z轴的旋转角度为：载体绕Z轴旋转的基准角速率ω_z为：步骤六、根据步骤三至步骤五得到的三个基准速率与陀螺输出的三轴角速率的测量值拟合（1）式，得到速率陀螺X、Y、Z轴的标度因数和零偏误差。