基于挠性捷联惯组系统模型的陀螺标度因数在线补偿方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于挠性捷联惯组系统模型的陀螺标度因数在线补偿方法，本发明专利技术将比力矢量过载影响从陀螺输出中剔除，然后再对挠性捷联惯组系统的陀螺仪滚动通道、偏航通道和俯仰通道单位时间内输出的脉冲个数进行非线性度补偿，得到经过非线性补偿及扣除零位和加速度过载项后的陀螺仪滚动通道、偏航通道和俯仰通道单位时间内输出的脉冲个数，从而提高挠性捷联惯组系统的陀螺仪滚动通道、偏航通道和俯仰通道感应输出脉冲个数的准确性，最终显著提高挠性惯组的性能。

【技术实现步骤摘要】
基于挠性捷联惯组系统模型的陀螺标度因数在线补偿方法
本专利技术涉及挠性捷联惯组系统设计
，具体地指一种基于挠性捷联惯组系统模型的陀螺标度因数在线补偿方法。
技术介绍
当前实用化的挠性捷联惯组陀螺非线性度补偿通常采用调节陀螺仪后级输出单板的非线性度来实现，以下将该方法简称为硬件调节法，其实现流程如下图1所示，该硬件调节法包括如下步骤：1、装配惯组，2、调节零位与标度因数，3、进行惯组标定，并测试陀螺非线性度，4、检测陀螺非线性度是否满足要求，则惯组出厂应用，如果不满足要求，则调节陀螺后级单板非线性度，改善惯组陀螺标度因数的非线性。该硬件调节法存在以下几个问题：其一，惯组在标定试验后，需要再次开盖调整后级单板匹配电阻，工序麻烦，易出现操作失误；其二，调试电阻的精度等级低，影响陀螺长期工作精度；其三，非线性度补偿困难，不易实现，且最终补偿后的陀螺输出仍存在较大的非线性误差。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种基于挠性捷联惯组系统模型的陀螺标度因数在线补偿方法，该方法能有效、准确地对挠性捷联惯组系统陀螺仪非线性度特性进行在线补偿，在惯测组合输出前进行惯测组合陀螺非线性度实时补偿，最后输出至导航计算机。为实现此目的，本专利技术所设计的基于挠性捷联惯组系统模型的陀螺标度因数在线补偿方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：挠性捷联惯组系统中的计算机在预设单位时间内计算得到当前输出的挠性捷联惯组系统的纵向脉冲数NAx′、法向脉冲数NAy′和横向脉冲数NAZ′，利用如下公式1得到搭载所述挠性捷联惯组系统的运动物体的纵向加速度Ax、法向加速度Ay和横向加速度Az；其中，上述公式1和公式2中的K1x、K1y、K1z分别为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行标定得到的挠性捷联惯组系统中纵向加速度计、法向加速度计和横向加速度计输出的标度因数；Ky′x、Kz′x、Kx′y、Kz′y、Kx′z、Ky′z为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行标定得到的挠性捷联惯组系统的加速度计的安装误差系数，其中，Ky′x为挠性捷联惯组系统中纵向加速度计相对于挠性捷联惯组本体法向轴y′的垂直安装误差系数，Kz′x为挠性捷联惯组系统中纵向加速度计相对于挠性捷联惯组本体横向轴z′的垂直安装误差系数，Kx′y为挠性捷联惯组系统中法向加速度计相对于挠性捷联惯组本体纵向轴x′的垂直安装误差系数，Kz′y为挠性捷联惯组系统中法向加速度计相对于挠性捷联惯组本体横向轴z′的垂直安装误差系数，Kx′z为挠性捷联惯组系统中横向加速度计相对于挠性捷联惯组本体纵向轴x′的垂直安装误差系数，Ky′z为挠性捷联惯组系统(1)中横向加速度计相对于挠性捷联惯组本体法向轴y′的垂直安装误差系数，K0x、K0y、K0z分别为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行标定得到的挠性捷联惯组系统中纵向加速度计、法向加速度计和横向加速度计的零次项误差；上述挠性捷联惯组系统的纵向脉冲数NAx′、法向脉冲数NAy′和横向脉冲数NAZ′为挠性捷联惯组系统内部的计算机计算得到的当前单位时间内加速度输出脉冲数；步骤2：在挠性捷联惯组系统中根据搭载所述挠性捷联惯组系统的运动物体的纵向加速度Ax、法向加速度Ay和横向加速度Az利用如下公式3得到扣除零位和加速度过载项后的挠性捷联惯组系统的陀螺仪滚动通道单位时间内计算得到的脉冲个数NWx′、扣除零位和加速度过载项后的挠性捷联惯组系统的陀螺仪偏航通道单位时间内计算得到的脉冲个数NWy′、扣除零位和加速度过载项后的挠性捷联惯组系统的陀螺仪俯仰通道单位时间内计算得到的脉冲个数NWz′：上述公式3中，NWx为当前挠性捷联惯组系统内计算机计算得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪滚动通道单位时间内的脉冲个数，NWy为挠性捷联惯组系统内计算机计算得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪偏航通道单位时间内的脉冲个数，NWz为挠性捷联惯组系统内计算机计算得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪俯仰通道单位时间内的脉冲个数；E1x为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪滚动通道输出的标度因数，E1y为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪偏航通道输出的标度因数，E1z为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪俯仰通道输出的标度因数；D0x为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪滚动通道的零位脉冲输出，D0y为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪偏航通道的零位脉冲输出，D0z为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪俯仰通道的零位脉冲输出；D1x为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪滚动通道受纵向加速度的影响系数，D1y为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪偏航通道受纵向加速度的影响系数，D1z为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪俯仰通道受纵向加速度的影响系数；D2x为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪滚动通道受法向加速度的影响系数，D2y为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪偏航通道受法向加速度的影响系数，D2z为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪俯仰通道受法向加速度的影响系数；D3x为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪滚动通道受横向加速度的影响系数，D3y为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪偏航通道受横向加速度的影响系数，D3z为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪俯仰通道受横向加速度的影响系数；步骤3：在挠性捷联惯组系统内对步骤2得到的扣除零位和加速度过载项后的挠性捷联惯组系统的陀螺仪滚动通道单位时间内的脉冲个数NWx′、扣除零位和加速度过载项后的挠性捷联惯组系统的陀螺仪偏航通道单位时间内的脉冲个数NWy′、扣除零位和加速度过载项后的挠性捷联惯组系统的陀螺仪俯仰通道单位时间内的脉冲个数NWz′分别进行现有的非线性补偿得到经过非线性补偿及扣除零位和加速度过载项后的陀螺仪滚动通道单位时间内输出的脉冲个数NWx″、经过非线性补偿及扣除零位和加速度过载项后的陀螺仪偏航通道单位时间内输出的脉冲个数NWy″、经过非线性补偿及扣除零位和加速度过载项后的陀螺仪俯仰通道单位时间内输出的脉冲个数NWz″；步骤4：在挠性捷联惯组系统中根据步骤3中得到的NWx″、NWy″和NWz″利用如下公式4得到补偿后的挠性捷联惯组系统的陀螺仪滚动通道感应输出脉冲数NWbx、补偿后的挠性捷联惯组系统的陀螺仪偏航通道感应输出脉冲数NWby、补偿后的挠性捷联惯组系统的陀螺仪俯仰通道感应输出脉冲数NWbz:其中，E1x为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行标定得到的挠性捷联惯组系统的陀螺仪滚动通道输出的标度因数，E1y为由惯测组合测试设备对挠性捷联惯组系统进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于挠性捷联惯组系统模型的陀螺标度因数在线补偿方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：挠性捷联惯组系统(1)中的计算机在预设单位时间内计算得到当前输出的挠性捷联惯组系统(1)的纵向脉冲数NAx′、法向脉冲数NAy′和横向脉冲数NAZ′，利用如下公式1得到搭载所述挠性捷联惯组系统(1)的运动物体的纵向加速度Ax、法向加速度Ay和横向加速度Az；Ax=((1-Ky′z×Kz′y)×m-(Ky′x-Kz′x×Ky′z)×n-(Kz′x-Ky′x×Kz′y)×r)/vvAy=((1-Kx′z×Kz′x)×n-(Kx′y-Kz′y×Kx′z)×m-(Kz′y-Kx′y×Kz′x)×r)/vvAz=((1-Kx′y×Ky′x)×r-(Kx′z-Kx′y×Ky′z)×m-(Ky′z-Ky′x×Kx′z)×n)/vv---(1)]]>其中，m=NAx′/(K1x×τ)-K0xn=NAy′/(K1y×τ)-K0yr=NAz′/(K1z×τ)-K0zvv=1-Kz′y×Kz′x-Ky′z×Ky′x-Kx′z×Kx′y---2)]]>上述公式1和公式2中的K1x、K1y、K1z分别为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)中纵向加速度计、法向加速度计和横向加速度计输出的标度因数；Ky′x、Kz′x、Kx′y、Kz′y、Kx′z、Ky′z为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的加速度计的安装误差系数，其中，Ky′x为挠性捷联惯组系统(1)中纵向加速度计相对于挠性捷联惯组本体法向轴y′的垂直安装误差系数，Kz′x为挠性捷联惯组系统(1)中纵向加速度计相对于挠性捷联惯组本体横向轴z′的垂直安装误差系数，Kx′y为挠性捷联惯组系统(1)中法向加速度计相对于挠性捷联惯组本体纵向轴x′的垂直安装误差系数，Kz′y为挠性捷联惯组系统(1)中法向加速度计相对于挠性捷联惯组本体横向轴z′的垂直安装误差系数，Kx′z为挠性捷联惯组系统(1)中横向加速度计相对于挠性捷联惯组本体纵向轴x′的垂直安装误差系数，Ky′z为挠性捷联惯组系统(1)中横向加速度计相对于挠性捷联惯组本体法向轴y′的垂直安装误差系数，K0x、K0y、K0z分别为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)中纵向加速度计、法向加速度计和横向加速度计的零次项误差；上述挠性捷联惯组系统(1)的纵向脉冲数NAx′、法向脉冲数NAy′和横向脉冲数NAZ′为挠性捷联惯组系统(1)内部的计算机计算得到的当前单位时间内加速度输出脉冲数；步骤2：在挠性捷联惯组系统(1)中根据搭载所述挠性捷联惯组系统(1)的运动物体的纵向加速度Ax、法向加速度Ay和横向加速度Az利用如下公式3得到扣除零位和加速度过载项后的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪滚动通道单位时间内计算得到的脉冲个数NWx′、扣除零位和加速度过载项后的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪偏航通道单位时间内计算得到的脉冲个数NWy′、扣除零位和加速度过载项后的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪俯仰通道单位时间内计算得到的脉冲个数NWz′：NWx′=NWx-E1x×(D0x+D1x×Ax+D2x×Ay+D3x×Az)NWy′=NWy-E1y×(D0y+D1y×Ax+D2y×Ay+D3y×Az)NWz′=NWz-E1z×(D0z+D1z×Ax+D2z×Ay+D3z×Az)---3)]]>上述公式3中，NWx为当前挠性捷联惯组系统(1)内计算机计算得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪滚动通道单位时间内的脉冲个数，NWy为挠性捷联惯组系统(1)内计算机计算得到的挠性捷联惯组系统(...

【技术特征摘要】
1.一种基于挠性捷联惯组系统模型的陀螺标度因数在线补偿方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：挠性捷联惯组系统(1)中的计算机在预设单位时间内计算得到当前输出的挠性捷联惯组系统(1)的纵向脉冲数NAx′、法向脉冲数NAy′和横向脉冲数NAZ′，利用如下公式1得到搭载所述挠性捷联惯组系统(1)的运动物体的纵向加速度Ax、法向加速度Ay和横向加速度Az；其中，上述公式1和公式2中的K1x、K1y、K1z分别为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)中纵向加速度计、法向加速度计和横向加速度计输出的标度因数；Ky′x、Kz′x、Kx′y、Kz′y、Kx′z、Ky′z为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的加速度计的安装误差系数，其中，Ky′x为挠性捷联惯组系统(1)中纵向加速度计相对于挠性捷联惯组本体法向轴y′的垂直安装误差系数，Kz′x为挠性捷联惯组系统(1)中纵向加速度计相对于挠性捷联惯组本体横向轴z′的垂直安装误差系数，Kx′y为挠性捷联惯组系统(1)中法向加速度计相对于挠性捷联惯组本体纵向轴x′的垂直安装误差系数，Kz′y为挠性捷联惯组系统(1)中法向加速度计相对于挠性捷联惯组本体横向轴z′的垂直安装误差系数，Kx′z为挠性捷联惯组系统(1)中横向加速度计相对于挠性捷联惯组本体纵向轴x′的垂直安装误差系数，Ky′z为挠性捷联惯组系统(1)中横向加速度计相对于挠性捷联惯组本体法向轴y′的垂直安装误差系数，K0x、K0y、K0z分别为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)中纵向加速度计、法向加速度计和横向加速度计的零次项误差；上述挠性捷联惯组系统(1)的纵向脉冲数NAx′、法向脉冲数NAy′和横向脉冲数NAZ′为挠性捷联惯组系统(1)内部的计算机计算得到的当前单位时间内加速度输出脉冲数；步骤2：在挠性捷联惯组系统(1)中根据搭载所述挠性捷联惯组系统(1)的运动物体的纵向加速度Ax、法向加速度Ay和横向加速度Az利用如下公式3得到扣除零位和加速度过载项后的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪滚动通道单位时间内计算得到的脉冲个数NWx′、扣除零位和加速度过载项后的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪偏航通道单位时间内计算得到的脉冲个数NWy′、扣除零位和加速度过载项后的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪俯仰通道单位时间内计算得到的脉冲个数NWz′：上述公式3中，NWx为当前挠性捷联惯组系统(1)内计算机计算得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪滚动通道单位时间内的脉冲个数，NWy为挠性捷联惯组系统(1)内计算机计算得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪偏航通道单位时间内的脉冲个数，NWz为挠性捷联惯组系统(1)内计算机计算得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪俯仰通道单位时间内的脉冲个数；E1x为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪滚动通道输出的标度因数，E1y为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪偏航通道输出的标度因数，E1z为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪俯仰通道输出的标度因数；D0x为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪滚动通道的零位脉冲输出，D0y为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷联惯组系统(1)的陀螺仪偏航通道的零位脉冲输出，D0z为由惯测组合测试设备(2)对挠性捷联惯组系统(1)进行标定得到的挠性捷...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟方佳，刘欢，刘群昌，陆俊清，阳志勇，陈拿权，
申请(专利权)人：湖北航天技术研究院总体设计所，
类型：发明
国别省市：湖北;42