[发明专利]光纤陀螺测斜仪的校准方法

摘要

本发明涉及一种光纤陀螺测斜仪的校准方法，该方法可以对光纤陀螺测斜仪中的加速度传感器和光纤陀螺仪进行敏感轴对准，并且将加速度传感器的敏感轴正交化。该方法通过两次寻北操作分别将光纤陀螺仪的本体和光纤陀螺仪的敏感轴与真北方向对齐，然后改变光纤陀螺仪的本体的顶角并记录下加速度传感器的相应读数，最后根据加速度传感器的读数对测量数据进行软件校正。通过该校准方法对光纤陀螺测斜仪的测量数据进行校正后，得到的校正数据更精确，减少了由于光纤传感器的敏感轴与加速度传感器的敏感轴之间不对齐或者加速度传感器本身的敏感轴之间不完全正交带来的测量误差。

主权项

一种光纤陀螺测斜仪的校准方法，所述光纤陀螺测斜仪包括本体，所述本体内设有光纤陀螺仪和加速度传感器，并且光纤陀螺仪的敏感轴与本体的主轴垂直，所述加速度传感器包括X敏感轴和Y敏感轴，并且X敏感轴和Y敏感轴分别与本体的主轴垂直，所述X敏感轴与光纤陀螺仪的敏感轴基本对齐，所述Y敏感轴与X敏感轴基本垂直，其特征在于：所述光纤陀螺测斜仪的校准方法包括以下步骤：A：将光纤陀螺测斜仪水平放置，使得本体的主轴位于水平平面内；B：粗略找出光纤陀螺仪的敏感轴方向；C：保持本体的主轴在水平平面内并改变本体的主轴与真北方向之间的夹角，以进行第一次四方位寻北，找到真北方向后将本体的主轴与真北方向对齐；D：改变本体的顶角，使得光纤陀螺测斜仪竖直设置，并且本体的主轴位于竖直平面内；E：旋转本体，使得本体绕本体的主轴转动，并进行第二次四方位寻北，找到真北方向，并将光纤陀螺的敏感轴与真北方向对齐；F：将本体绕顶角轴转动，以改变本体的顶角，并记录下本体转动到至少两个位置时加速度传感器的读数，所述顶角轴为分别与本体的主轴和真北方向垂直的轴；G：旋转本体，使得本体绕本体的主轴转动90度；H：将本体绕顶角轴转动，以改变本体的顶角，并录下本体转动到至少两个位置时加速度传感器的读数；I：利用步骤F和步骤H中得到的加速度传感器的读数对实际测量的数据进行校正，假设实际测量的数据的X敏感轴读数为xm，Y敏感轴的读数为ym，并且F步骤中当本体的顶角分别为θ1和θ2时，所述加速度传感器的读数分别为(xxθ1，yxθ1)和(xxθ2，yxθ2)，H步骤中当本体的顶角分别为α1和α2时，所述加速度传感器的读数分别为(xyα1，yyα1)和(xyα2，yyα2)，并且xm的值在xxθ1和xxθ2之间，ym的值在yyα1和yyα2之间，定义插值映射函数y＝map(x；α，β)，其意义为对于α序列中包含的某一点x，其对应在β序列中的值，在不考虑交叉轴耦合的情况下，xm和ym校正后的读数分别为：Xcorrected=map(xm;xx,x)=sin(θ1)+xm-xxθ1xxθ2-xxθ1*(sin(θ2)-sin(θ1));]]>Ycorrecxd=map(ym;yy,y)=sin(α1)+ym-yyα1yyα2-yyα1*(sin(α2)-sin(α1));]]>其中，xx对应xxθ2和xxθ1，x对应sin(θ2)和sin(θ1)；如果考虑交叉轴耦合，加速度传感器补偿后的读数为：Xcorrected＝map((xm‑map(ym；yy，xy))；xx，x)；Ycorrected＝map((ym‑map(xm；xx，yx))；yy，y)；其中，map(xm;xx,yx)=yxθ1+xm-xxθ1xxθ2-xxθ1*(yxθ2-yxθ1).]]>