高精度惯导系统标度因数温度误差特性测定方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及惯性导航技术领域，提供一种高精度惯导系统标度因数温度误差特性测定方法，该方法通过将惯导装置固定安装至温控转台，使得所述温控转台正反转动θ角度，采集所述惯导装置温度T0，得到标度因数K0；再将温控转台上的惯导装置加温至T1，得到标度因数K1；测量每个采样周期的惯导装置的温度集和计算标度因数，建立拟合函数，再测量惯导装置的t时刻的温度值T

【技术实现步骤摘要】
高精度惯导系统标度因数温度误差特性测定方法与装置


[0001]本专利技术涉及惯性导航
，特别涉及一种高精度惯导系统标度因数温度误差特性测定方法与装置。

技术介绍

[0002]惯导技术即为惯性导航技术(Inertial Guidance，IG)，基于牛顿运动定律的航位推算技术，主要分为惯性信息测量、初始对准以及导航解算，由于惯性导航技术是完全自主的导航方法，不与外界环境的物理世界发生任何交互和关联，具有很高的隐蔽性、抗干扰性、可靠性和易维护性，工作环境不受限制，因此在航空、航天和航海领域得到了广泛的应用。
[0003]CN107202575B公开了一种带转位机构的捷联惯导系统标度因数实时补偿方法，包括以下步骤：1)确定标度因数变化对初始对准精度影响的关键因素；具体方法如下：以Obt为原点建立捷联惯导系统的三维坐标系，其中xbt、ybt和zbt分别为坐标系的三个轴，Gx、Gy和Gz分别为激光陀螺的三个轴；ObtGx、ObtGy、ObtGz与Obtxbt之间的夹角均为54.74
°
，则激光陀螺坐标系g到转位机构台面坐标系P的转换矩阵为：从t＝0时刻开始，转位机构以恒定的角速度Ω开始连续转动，则转位机构台面坐标系到载体系b的变化矩阵为：不考虑其他误差因素的影响，t时刻三个陀螺敏感轴的输入角速率为：其中，n系为导航坐标系，b0为t＝0时刻载体坐标系，ωie为地球自转角速度；此时L为当地纬度；静基座下三个陀螺的理论采样值表示为：由(3)、(4)式可知，在整圈的转动周期内，标度因数对激光陀螺的输出的影响：速率偏频激光陀螺捷联惯导系统的天向标度因数变化，直接影响天向激光陀螺的输出，从而影响初始对准精度；2)确定标度因数在初始对准过程中变化情况；3)标度因数实时补偿。
[0004]由于惯导系统在工程应用过程中，由于系统运行后温度补偿均根据标定的温度误差特性进行计算，所以在惯导系统需要对其常温下进行标度因数温度误差特性进行测量，用于后期运行过程中实时对系统进行温度补偿，传统的温度标定测量方法复杂，测试次数多，效率低，拟合效果欠佳。

技术实现思路

[0005]经过长期实践，由于不同的惯导系统在温度变化情况下出现的温度漂移变化规律是不同的，且在运行过程中需要进行实时温度补偿，传统的在常温或直接改变环境温度来标定测量方法复杂，测试次数多，拟合效果不好，且采用的标度因数常常有误差，导致不同惯导系统运行过程中输出信号精度偏差大，从而影响整个惯导系统的运行。
[0006]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种高精度惯导系统标度因数温度误差特性测定方法，该高精度惯导系统标度因数温度误差特性测定方法包括，
[0007]步骤S1，将惯导装置固定安装至温控转台，使得所述温控转台正反转动θ角度，采集所述惯导装置温度T0，并采集所述惯导装置中激光陀螺测量轴方向上的正向转动脉冲输出N1和反向转动脉冲输出N2，得到标度因数K0；其中，
[0008][0009]N1‑
N2即能够消除零次项和地球自转分量值影响；
[0010]步骤S2，将温控转台上的惯导装置加温至T1，使得所述温控转台正反转动β角度，并采集所述惯导装置中激光陀螺测量轴方向上的正向转动脉冲输出N
11
和反向转动脉冲输出N
21
，得到标度因数K1；
[0011][0012]当所述温控转台重复N次正反转动δ角度，测量每个采样周期的惯导装置的温度集[T
x
]，温度集[T
x
]中取得最大值T
xmax
，并计算标度因数K
xmax
，正反转动M个角度值，得到温度集[T
xmax
]和标度因数[K
xmax
]，其中M，N为正整数；
[0013]步骤S3，将[T
xmax
]作为自变量，标度因数[K
xmax
]作为因变量，建立拟合函数为：
[0014]K
xmax
(T
xmax
,δ)＝σK0+ωK1+τf(T
xmax
)+μf(δ)
[0015]其中，σ、ω、τ、μ为权重系数；
[0016]步骤S4，测量惯导装置的t时刻的温度值T
′
以及转动角度p，则根据步骤S3中的拟合函数输出K
′
为当前环境下的标度因数。
[0017]优选地，采集所述惯导装置温度的传感器包括A个非接触式红外测温传感器，其中A为正整数。
[0018]优选地，所述非接触式红外测温传感器包括红外热像装置。
[0019]优选地，f(T
xmax
)至少包括T
xmax
的一次项和T
xmax
的二次项。
[0020]优选地，采集所述惯导装置的温度包括激光陀螺仪的温度。
[0021]优选地，采集所述惯导装置温度的采样周期为0.1s～0.5s，采集所述惯导装置中激光陀螺测量轴方向上的正向转动脉冲输出N1和反向转动脉冲输出N2的采样周期为0.1s～0.5s。
[0022]优选地，在步骤S2中，将温控转台上的惯导装置均匀加热，从而得到惯导装置的环境温度。
[0023]本专利技术还提供一种用于执行高精度惯导系统标度因数温度误差特性测定方法的装置，所述装置包括：
[0024]第一采集模块，将惯导装置固定安装至温控转台后，使得所述温控转台正反转动θ角度，用于采集所述惯导装置温度T0，并采集所述惯导装置中激光陀螺测量轴方向上的正向转动脉冲输出N1和反向转动脉冲输出N2，得到标度因数K0；其中，
[0025][0026]N1‑
N2即能够消除零次项和地球自转分量值影响；
[0027]第二采集模块，将温控转台上的惯导装置加温至T1，使得所述温控转台正反转动β角度，用于采集所述惯导装置中激光陀螺测量轴方向上的正向转动脉冲输出N
11
和反向转动脉冲输出N
21
，得到标度因数K1；
[0028][0029]当所述温控转台重复N次正反转动δ角度，测量每个采样周期的惯导装置的温度集[T
x
]，温度集[T
x
]中取得最大值T
xmax
，并计算标度因数K
xmax
，正反转动M个角度值，得到温度集[T
xmax
]和标度因数[K
xmax
]，其中M，N为正整数；
[0030]拟合模块，用于将[T
xmax
]作为自变量，标度因数[K
xmax
]作为因变量，建立拟合函数为：
[0031]K
xmax
(T
xmax
,δ)＝σK0+ωK1+τf(T
xmax
)+μf(δ)
[0032]其中，σ、ω、τ、μ为权重系数；
[0033]调整标定模块，测量惯导装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度惯导系统标度因数温度误差特性测定方法，其特征在于，所述高精度惯导系统标度因数温度误差特性测定方法包括，步骤S1，将惯导装置固定安装至温控转台，使得所述温控转台正反转动θ角度，采集所述惯导装置温度T0，并采集所述惯导装置中激光陀螺测量轴方向上的正向转动脉冲输出N1和反向转动脉冲输出N2，得到标度因数K0；其中，N1‑
N2即能够消除零次项和地球自转分量值影响；步骤S2，将温控转台上的惯导装置加温至T1，使得所述温控转台正反转动β角度，并采集所述惯导装置中激光陀螺测量轴方向上的正向转动脉冲输出N
11
和反向转动脉冲输出N
21
，得到标度因数K1；当所述温控转台重复N次正反转动δ角度，测量每个采样周期的惯导装置的温度集[T
x
]，温度集[T
x
]中取得最大值T
xmax
，并计算标度因数K
xmax
，正反转动M个角度值，得到温度集[T
xmax
]和标度因数[K
xmax
]，其中M，N为正整数；步骤S3，将[T
xmax
]作为自变量，标度因数[K
xmax
]作为因变量，建立拟合函数为：K
xmax
(T
xmax
，δ)＝σK0+ωK1+τf(T
xmax
)+μf(δ)其中，σ、ω、τ、μ为权重系数；步骤S4，测量惯导装置的t时刻的温度值T
′
以及转动角度p，则根据步骤S3中的拟合函数输出K
′
为当前环境下的标度因数。2.根据权利要求1所述的高精度惯导系统标度因数温度误差特性测定方法，其特征在于，采集所述惯导装置温度的传感器包括A个非接触式红外测温传感器，其中A为正整数。3.根据权利要求2所述的高精度惯导系统标度因数温度误差特性测定方法，其特征在于，所述非接触式红外测温传感器包括红外热像装置。4.根据权利要求1所述的高精度惯导系统标度因数温度误差特性测定方法，其特征在于，f(T
xmax
)至少包括T
xmax
的一次项和T
xmax
的二次项。5.根据权利要求1所述的高精度惯导系统标度因数温度误差特性测定方法，其特征在于，采集所述惯导装置的温度包括激光陀螺仪的温度。6.根据权利要求1
‑
5任意一项所述的高精度惯导系统标...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘囡南，张岩，常悦，杨凯森，刘波，周卫东，王慧英，金鑫，姜存光，
申请(专利权)人：中科钢研节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：