一种低精度光纤惯组输出误差的标定补偿和测试方法及装置制造方法及图纸

一种低精度光纤惯组输出误差的标定补偿和测试方法及装置，以解决在现有对光纤 惯组输出误差的标定补偿和测试的技术中存在的标定过程较复杂、对角速率标度因数误 差和失准角标定精确度较低、误差测试中不能准确定位到单轴向具体误差量的问题。首 先，明确了惯组输出各误差项的物理意义，通过在大理石平台以及单轴速率转台上结合 测试工装(六面体)的翻转来实现各误差项的测试，根据测试结果建立了三轴光纤惯组 输出加速度误差和角速率误差标定补偿模型并据此对惯组进行误差补偿，同时可用类似 的测试方法针对标定补偿完成后的惯组输出误差进行测试(自检)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低精度光纤惯组输出误差的标定补偿和测试方法及装置，属于光电 测量

技术介绍
光纤惯组一般由安装本体、正交安装的三只加速度计、正交安装的三只光纤陀螺以 及各自的处理电路构成，三只光纤陀螺敏感三个方向转动角速率、三只加速度计敏感三 个方向平移加速度。光纤惯组工作过程中输出三个方向的角速率和加速度，以供导航系统进行导航解算。由于材料特性、生产工艺、安装工艺、长时间ie存等原因导致光纤惯 组输出角速率、加速度值包含误差量，光纤惯组出厂前需要将这部分误差量进行标定补 偿和测试。在光纤惯组标定过程中，需要建立光纤惯组误差模型，针对误差模型各项误差进行 测试与补偿，使得光纤惯组输出达到最高可用精度。需要对光纤惯组标定补偿完成后的 输出各项误差进行测试，便于交付系统使用前能对光纤惯组精度性能有准确的了解。现有技术采用的六位置24点的编排方案是一种目前较为常用的惯组标定方法，涉及组合系X， Y， Z轴分别向上、向下共有6种状态，若每种状态绕铅垂线东、南、西、 北转一圈则可有4点采样，取4点采样的平均值，标定完成后利用地球转速、当地重力检 验惯组总的误差大小来进行误差测试(自检)。因此，在现有对惯组输出误差的标定补 偿和测试的技术中，需要对放置的24个点进行监测，且在针对角速率误差的标定过程中 标度因数误差值和失准角度的标定信息量较少，以及标定完成后的误差测试(自检)过 程只能计算惯组总误差，所以存在测试过程较复杂、对角速率标度因数误差和失准角度 的标定精确度较低、不能准确定位单轴向具体误差的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种低精度光纤惯组输出误差的标定补偿和测试方法及装置，以解决在现有对光纤惯组输出误差的标定补偿和测试的技术中存在的测试过程较复杂、对角速 率标度因数误差和失准角度的标定精确度较低、不能准确定位单轴向具体误差的问题。 一种光纤惯组输出加速度的误差标定补偿方法，包括将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程 中获得每个预定位置对应的光纤惯组X、 Y、 Z三个方向的轴向加速度输出量均值；根据所述每个预定位置的光纤惯组X、 Y、 Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光 纤惯组X、 Y、 Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、 Y、 Z三个方向中包 含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、 Y、 Z三个方向中任意一个轴向绕另一个 轴朝向第三个轴的失准角度；根据所述光纤惯组X、 Y、 Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、 Y、 Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、 Y、 Z三个方向中任意一 个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出加速度误差模型，并 根据所述三轴光纤惯组输出加速度误差模型对光纤惯组X、 Y、 Z三个方向的输出加速度进 行补偿。一种光纤惯组输出加速度的误差标定补偿装置，包括加速度输出量测量模块，用于在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对 应的惯组X、 Y、 Z三个方向的轴向加速度输出量均值；加速度中间参数计算模块，用于根据所述每个预定位置的光纤惯组X、 Y、 Z三个方向 的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组X、 Y、 Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值， 光纤惯组X、 Y、 Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、 Y、 Z三 个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度；加速度计算模块，用于根据所述光纤惯组X、 Y、 Z三个方向的轴向加速度零偏误差参 数值，光纤惯组X、 Y、 Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、 Y、 Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输 出加速度误差模型，并根据所述三轴光纤惯组输出加速度误差模型对光纤惯组X、 Y、 Z三 个方向的输出加速度进行补偿。一种光纤惯组输出角速率的误差标定补偿方法，包括将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程 中，获得每个预定位置对应的光纤惯组X、 Y、 Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误 差值；将设置在六面体基准面上的光纤惯组在单轴速率转台上转动，在光纤惯组以预定角 速率转动的过程中获得每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一 个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值；根据所述每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预 定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值获得光纤惯组 X、 Y、 Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及光纤惯组X、 Y、 Z三个方向中 任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度；根据所述X、 Y、 Z三个方向的轴向角速率零偏误差参数值，X、 Y、 Z三个方向中包含 误差的轴向角速率标度因数值以及X、 Y、 Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三 个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出角速率误差模型，并根据所述三轴光纤惯组输出 角速率误差模型对光纤惯组X、 Y、 Z三个方向的输出角速率进行标定补偿。一种光纤惯组输出角速率的误差标定补偿装置，包括零偏误差测量模块，用于在每个面朝向预定位置的过程中，获得每个预定位置对应 的光纤惯组X、 Y、 Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误差值；角速率输出量测量模块，用于在光纤惯组以预定角速率转动的过程中获得每个预定 角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动 过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值；角速率中间参数计算模块，用于根据所述每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出 角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴 向输出角速率均值获得光纤惯组X、 Y、 Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以 及光纤惯组X、 Y、 Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度；角速率计算模块，用于根据所述X、 Y、 Z三个方向的轴向角速率零偏误差参数值， X、 Y、 Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及X、 Y、 Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出角速率误差模型，并根 据所述三轴光纤惯组输出角速率误差模型对光纤惯组X、 Y、 Z三个方向的输出角速率进行 标定补偿。一种光纤惯组输出加速度的误差测试方法，包括将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程 中获得每个预定位置对应的光纤惯组X、 Y、 Z三个方向的轴向加速度输出量均值；纤惯组X、 Y、 Z三个方向的轴向加速度零偏误差值，光纤惯组X、 Y、 Z三个方向的轴向加 速度标度因数误差值以及光纤惯组X、 Y、 Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三 个轴的失准角度。一种光纤惯组输出加速度的误差测试装置，包括测试加速度输出量模块，用于在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对 应的光纤惯组X、 Y、 Z三个方向的轴向加速度输出量均值；测试加速度计算模块，用于根据所述每个预定位置的光纤惯组X、 Y、 Z三个方向的轴 向加速度输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低精度光纤惯组输出加速度的误差标定补偿方法，其特征在于，包括：　将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的光纤惯组Ｘ、Ｙ、Ｚ三个方向的轴向加速度输出量均值；　根据所述每个预定位置的光纤惯组Ｘ、Ｙ、Ｚ三个方向的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组Ｘ、Ｙ、Ｚ三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组Ｘ、Ｙ、Ｚ三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组Ｘ、Ｙ、Ｚ三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度；　根据所述光纤惯组Ｘ、Ｙ、Ｚ三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组Ｘ、Ｙ、Ｚ三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组Ｘ、Ｙ、Ｚ三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出加速度误差模型，并根据所述三轴光纤惯组输出加速度误差模型对光纤惯组Ｘ、Ｙ、Ｚ三个方向的输出加速度进行补偿。

【技术特征摘要】
1、一种低精度光纤惯组输出加速度的误差标定补偿方法，其特征在于，包括将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值；根据所述每个预定位置的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度；根据所述光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出加速度误差模型，并根据所述三轴光纤惯组输出加速度误差模型对光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出加速度进行补偿。2、 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，所述三轴光纤惯组输出加速度误差模 型为<formula>formula see original document page 0</formula>其中厶、A、厶分别表示光纤惯组X、 Y、 Z三个方向的输出加速度，厶、A、 人分别表示光纤惯组经过误差标定与补偿之后X、 Y、 Z三个方向的输出加速度；A、 ^、 fl乓分别表示光纤惯组X、 Y、 Z三个方向的轴向加速度零偏误差；必《、Mg、 ^S《分别表示光纤惯组X、 Y、 Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值；aM《 aM《z、 aM^、 aM仏、aM4 aM、分别表示光纤惯组X、 Y、 Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。3、 一种光纤惯组输出加速度的误差标定补偿装置，其特征在于，包括 加速度输出量测量模块，用于在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的惯组X、 Y、 Z三个方向的轴向加速度输出量均值；加速度中间参数计算模块，用于根据所述每个预定位置的光纤惯组X、 Y、 Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组X、 Y、 Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值， 光纤惯组X、 Y、 Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、 Y、 Z三 个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度；加速度计算模块，用于根据所述光纤惯组X、 Y、 Z三个方向的轴向加速度零偏误差参 数值，光纤惯组X、 Y、 Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、 Y、 Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输 出加速度误差模型，并根据所述三轴光纤惯组输出加速度误差模型对光纤惯组X、 Y、 Z三 个方向的输出加速度进行补偿。4、 一种光纤惯组输出角速率的误差标定补偿方法，其特征在于，包括 将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中，获得每个预定位置对应的光纤惯组X、 Y、 Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误 差值；将设置在六面体基准面上的光纤惯组在单轴速率转台上转动，在光纤惯组以预定角 速率转动的过程中获得每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一 个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值；根据所述每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预 定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值获得光纤惯组 X、 Y、 Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及光纤惯组X、 Y、 Z三个方向中 任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度；根据所述X、 Y、 Z三个方向的轴向角速率零偏误差参数值，X、 Y、 Z三个方向中包含 误差的轴向角速率标度因数值以及X、 Y、 Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三 个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出角速率误差模型，并根据所述三轴光纤惯组输出 角速率误差模型对光纤惯组X、 Y、 Z三个方向的输出角速率进行标定补偿。5、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述三轴光纤惯组输出角速率误差模 型为g爐砂g爐r—1卩 、 =g旭pg巧g爐p _瑪贱g爐wg巧、5-_成_乂其中 、 、 分别表示光纤惯组X、 Y、 Z三个方向的输出角速率，气、 、 e^分别表示光纤惯组经过误差标定与补偿之后X、 Y、 Z三个方向的输出角速率；g^、g^、 gg分别表示光纤惯组x...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小跃，宋凝芳，王丽芬，杨功流，谢英，耿师导，
申请(专利权)人：张小跃，宋凝芳，王丽芬，杨功流，谢英，耿师导，
类型：发明
国别省市：11