The invention provides a method for calibrating attitude angle error of a two-axis rotating inertial navigation system. By constructing multiple coordinate systems, the installation deviation angle between the IMU shafting mounted on the inner frame and the inner and outer ring axes, i.e. the roll misalignment angle, is calibrated to reduce the influence of the taper error angle on the attitude of the system. At the same time, Kalman filter method is used to calibrate the rotation axes. The non-orthogonal angle and the swing angle of the axis itself are used to obtain the observation information and navigation data in Kalman filtering process by 16-position rotation method, which further improves the attitude accuracy of the system and the navigation accuracy of the long-range navigation of the system.
【技术实现步骤摘要】
一种双轴旋转惯导系统姿态角误差标定方法
本专利技术涉及惯性导航领域，尤其是涉及一种双轴旋转惯导系统姿态角误差标定方法。
技术介绍
双轴旋转惯导是近几年在国内兴起的导航技术。由于激光陀螺技术的成熟和广泛应用，光纤陀螺性能的不断改进，使得光学陀螺仪可以使用调制技术。在导航坐标系内，调制技术将敏感轴垂直于旋转轴的陀螺仪和加速度计的这些误差进行了调制：标度因数非对称性误差，安装误差和随机常值漂移误差。这些误差被调制平均后，可以明显的提高系统的定位精度。但是由于引入转动机构，使得很多误差变成了圆锥误差的来源，进而导致姿态误差的增加。比如，由于受到加工精度的限制和人工装调精度的影响等，安装于内框架上的IMU的轴系与内环轴和外环轴之间会存在安装偏差角，即IMU的测量轴与转轴不重合(定义该角为翻滚失准角)。在双轴旋转惯导中，引起圆锥误差角的因素主要有两个，一个是IMU坐标系与平台坐标系之间的翻滚失准角；一个是旋转轴之间的非正交角和轴本身的摆动角。因此，为了减少圆锥误差角对系统姿态的影响，须要将失准角标定出来，同时也需要针对轴非正交角和轴摆角进行建模和标定，以进一步提高系统姿态精度...
【技术保护点】
1.一种双轴旋转惯导系统姿态角误差标定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：构造坐标系，包括：陀螺仪组件坐标系，记为G系，xg轴，yg轴，zg轴分别为x陀螺仪，y陀螺仪和z陀螺仪的敏感轴；加速度计组件坐标系，记为a系，xa轴，ya轴，za轴分别为x加速度计，y加速度计和z加速度计的敏感轴；IMU坐标系，记为S系，所述IMU坐标系与平台固联，并随平台旋转；所述IMU坐标系的中心在IMU结构中心，且初始蚀刻，ys轴与yg轴重合；实际平台坐标系，记为P系，zp以指向“天”为正，且沿天向旋转轴，yp为水平轴且以指向艏向为正；调制平均坐标系，记为
【技术特征摘要】
1.一种双轴旋转惯导系统姿态角误差标定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：构造坐标系，包括：陀螺仪组件坐标系，记为G系，xg轴，yg轴，zg轴分别为x陀螺仪，y陀螺仪和z陀螺仪的敏感轴；加速度计组件坐标系，记为a系，xa轴，ya轴，za轴分别为x加速度计，y加速度计和z加速度计的敏感轴；IMU坐标系，记为S系，所述IMU坐标系与平台固联，并随平台旋转；所述IMU坐标系的中心在IMU结构中心，且初始蚀刻，ys轴与yg轴重合；实际平台坐标系，记为P系，zp以指向“天”为正，且沿天向旋转轴，yp为水平轴且以指向艏向为正；调制平均坐标系，记为所述调制平均坐标系为固定坐标系，其中心在IMU加速度计组合件中心，且初始时刻，轴指向“天”，并与zp轴重合，指向艏；载体坐标系，记为b系，其原点在载体型心，xb轴，yb轴，zb轴分别指向船的右向，艏向和天向；系统底座坐标系，记为O系，其坐标中心与底座结构型心重合，其中，zo轴垂直于安装底面，yo轴平行于平台水平轴；内框架上读角装置坐标系，记为S1系，其与读角装置固联，且随IMU一起旋转，其中，ys1轴的方向为读角装置转子部分旋转矢量的正方向；内框架轴坐标系，记为K1系，所述内框架轴坐标系为固定坐标系，是指内框架上的读角装置处于零位时的坐标系；外框加上读角装置坐标系S2，其与读角装置固联，且随IMU一起旋转，ys2轴的方向为读角装置转子部分旋转矢量的正方向；外框架轴坐标系K2，其为固定坐标系，所述外框架轴坐标系为固定坐标系，是指外框架上的读角装置处于零位时的坐标系；还包括地球坐标系，记为e系，以及导航坐标系，记为n系；以上坐标系均满足右手定则；步骤2：标定IMU坐标系与实际平台坐标系之间的翻滚失准角，所述翻滚失准角是指安装于内框架上的IMU的轴系与内环轴和外环轴之间的安装偏差角；步骤3：考虑轴摆角和轴非正交角，建立IMU坐标系至调制平均坐标系之间的转换矩阵步骤4：利用卡尔曼滤波方法，标定IMU绕内环轴旋转产生的轴摆角α1，IMU绕外环轴旋转产生的轴摆角α2，以及实际平台坐标系与调制平均坐标系之间的轴非正交角η。2.根据权利要求1所述的一种双轴旋转惯导系统姿态角误差标定方法，其特征在于，步骤2中所述的翻滚失准角包括纵摇角误差Δθ1，横摇角误差Δγ1，绕天向轴偏转误差角以及绕水平轴偏转误差角Δγ2，其中，所述纵摇角误差Δθ1和所述横摇角误差Δγ1是指假定IMU坐标系与内框架上读角装置坐标系之间只存在的水平安装误差角；所述绕天向轴偏转误差角以及绕水平轴偏转误差角Δγ2是指假定所述外框加上读角装置坐标系与所述内框架轴坐标系之间在两个方向上存在的安装误差角。3.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜睿，王晶，邹锐，王艳永，刘帅，
申请(专利权)人：昆山天地睿航智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。