基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及惯性导航领域，公开了一种基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法及系统，用于提高对三轴旋转式惯导平台的旋转调制时的效率及准确率。该方法包括：通过光纤陀螺接收双轴旋转运动指令，并根据双轴旋转运动指令构建光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合；对第一坐标系集合中的载体坐标系和第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合；根据第一坐标系集合和双轴旋转运动指令生成光纤陀螺的第二参数集合；将第一参数集合和第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，并根据三轴旋转式框架施矩角速度对光纤陀螺进行旋转调制。转调制。转调制。

【技术实现步骤摘要】
基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法及系统


[0001]本专利技术涉及惯性导航
，尤其涉及一种基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法及系统。

技术介绍

[0002]光纤陀螺及惯性导航系统技术已逐步成熟，达到了参考级的高精度导航水平，是水下高精度自主惯性导航装备的发展方向之一。三轴旋转式光纤陀螺惯性导航系统（以下简称三轴旋转式惯导）充分集合平台式惯导与旋转式惯导两者的优势，通过捷联导航解算建立数学平台，隔离载体角运动的同时，又使台体按照给定的双轴旋转指令运动，两种运动的叠加使载体角运动不会影响到调制效果，实现惯性元件误差影响的自动补偿。
[0003]但是，实现上述技术方案的核心问题之一是如何快速准确计算三轴旋转式框架的施矩信号，本专利技术提供了一种基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法，可实现三轴旋转式惯导平台隔离与旋转调制的技术优势，为三轴旋转式惯导长航时自主导航提供技术支撑。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法及系统，解决了对三轴旋转式惯导平台的旋转调制时的效率及准确率较低的技术问题。本专利技术提供了一种基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法，包括：通过预置的光纤陀螺接收双轴旋转运动指令，并根据所述双轴旋转运动指令构建所述光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合；对所述第一坐标系集合中的载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合；根据所述第一坐标系集合和所述双轴旋转运动指令生成所述光纤陀螺的第二参数集合；
[0005]将所述第一参数集合和所述第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，并根据所述三轴旋转式框架施矩角速度对所述光纤陀螺进行旋转调制。
[0006]在本专利技术中，所述通过预置的光纤陀螺接收双轴旋转运动指令，并根据所述双轴旋转运动指令构建所述光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合，包括：通过预置的光纤陀螺接收双轴旋转运动指令；根据所述双轴旋转运动指令确定所述光纤陀螺的三轴旋转式惯导台体以及目标载体；基于所述目标载体构建所述光纤陀螺的第一坐标系集合，其中，所述第一坐标系集合包括：惯性坐标系、地理坐标系以及载体坐标系；
基于所述三轴旋转式惯导台体构建所述光纤陀螺的第二坐标系集合，其中，所述第二坐标系集合包括：外框坐标系、中框坐标系、内框坐标系和台体坐标系。
[0007]在本专利技术中，所述对所述第一坐标系集合中的载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合，包括：获取所述第一坐标系集合与所述第二坐标系集合之间的坐标系位置关系；基于所述坐标系位置关系，查询所述载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间的坐标系转换规则；根据所述坐标系转换规则，对所述第一坐标系集合中的载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合。
[0008]在本专利技术中，所述根据所述第一坐标系集合和所述双轴旋转运动指令生成所述光纤陀螺的第二参数集合，包括：对所述第一坐标系集合中的惯性坐标系和地理坐标系进行角速度投影计算，生成目标投影角速度；基于所述双轴旋转运动指令，获取所述光纤陀螺的双轴旋转调制角速率以及台体姿态矩阵；根据所述目标投影角速度、所述双轴旋转调制角速率以及所述台体姿态矩阵生成第二参数集合。
[0009]在本专利技术中，所述将所述第一参数集合和所述第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，并根据所述三轴旋转式框架施矩角速度对所述光纤陀螺进行旋转调制，包括：根据所述第一参数集合和预设的角速度分解关系，计算所述光纤陀螺的目标输出数据；将所述目标输出数据和所述第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度；根据所述三轴旋转式框架施矩角速度生成目标施矩信号，并将所述目标施矩信号传输至所述光纤陀螺进行旋转调制。
[0010]本专利技术还提供了一种基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩系统，包括：接收模块，用于通过预置的光纤陀螺接收双轴旋转运动指令，并根据所述双轴旋转运动指令构建所述光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合；转换模块，用于对所述第一坐标系集合中的载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合；处理模块，用于根据所述第一坐标系集合和所述双轴旋转运动指令生成所述光纤陀螺的第二参数集合；生成模块，用于将所述第一参数集合和所述第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，并根据所述三轴旋转式框架施矩角速度对所述光纤陀螺进行旋转调制。
[0011]本专利技术提供的技术方案中，通过光纤陀螺接收双轴旋转运动指令，并根据双轴旋转运动指令构建光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合；对第一坐标系集合中的载体坐标系和第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合；
根据第一坐标系集合和双轴旋转运动指令生成光纤陀螺的第二参数集合；将第一参数集合和第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，并根据三轴旋转式框架施矩角速度对光纤陀螺进行旋转调制，本专利技术实现了三轴旋转式惯导平台隔离与旋转调制的技术优势，为三轴旋转式惯导长航时自主导航提供技术支撑。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本专利技术实施例中基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法的流程图。
[0014]图2为本专利技术实施例中根据双轴旋转运动指令构建光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合的流程图。
[0015]图3为本专利技术实施例中内方位三轴旋转式惯导的示意图。
[0016]图4为本专利技术实施例中外方位三轴旋转式惯导的示意图。
[0017]图5为本专利技术实施例中对第一坐标系集合中的载体坐标系和第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换的流程图。
[0018]图6为本专利技术实施例中各坐标系之间计算关系的示意图。
[0019]图7为本专利技术实施例中各坐标系之间位置关系的示意图。
[0020]图8为本专利技术实施例中根据三轴旋转式框架施矩角速度对光纤陀螺进行旋转调制的流程图。
[0021]图9为本专利技术实施例中基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩系统的示意图。
[0022]附图标记：501、接收模块；502、转换模块；503、处理模块；504、生成模块。
具体实施方式
[0023]下面将结合附图对本专利技术的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法，其特征在于，所述基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法包括：通过预置的光纤陀螺接收双轴旋转运动指令，并根据所述双轴旋转运动指令构建所述光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合；对所述第一坐标系集合中的载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合；根据所述第一坐标系集合和所述双轴旋转运动指令生成所述光纤陀螺的第二参数集合；将所述第一参数集合和所述第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，并根据所述三轴旋转式框架施矩角速度对所述光纤陀螺进行旋转调制。2.根据权利要求1所述的基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法，其特征在于，所述通过预置的光纤陀螺接收双轴旋转运动指令，并根据所述双轴旋转运动指令构建所述光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合，包括：通过预置的光纤陀螺接收双轴旋转运动指令；根据所述双轴旋转运动指令确定所述光纤陀螺的三轴旋转式惯导台体以及目标载体；基于所述目标载体构建所述光纤陀螺的第一坐标系集合，其中，所述第一坐标系集合包括：惯性坐标系、地理坐标系以及载体坐标系；基于所述三轴旋转式惯导台体构建所述光纤陀螺的第二坐标系集合，其中，所述第二坐标系集合包括：外框坐标系、中框坐标系、内框坐标系和台体坐标系。3.根据权利要求1所述的基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法，其特征在于，所述对所述第一坐标系集合中的载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合，包括：获取所述第一坐标系集合与所述第二坐标系集合之间的坐标系位置关系；基于所述坐标系位置关系，查询所述载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间的坐标系转换规则；根据所述坐标系转换规则，对所述第一坐标系集合中的载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵小明，胡小毛，郭猛，马林，刘伯晗，李德春，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所，
类型：发明
国别省市：