一种三自激光惯组关键参数快速自标定方法技术

本发明专利技术公开了一种三自激光惯组关键参数快速自标定方法，所述方法方法通过计算6个位置每个采样时刻的参数残差来实现惯组参数的误差修正，且当前位置当前采样时刻修正后的惯组参数作为该位置下一个采样时刻的惯组参数，使每个位置每个采样时刻的误差修正叠加起来，在一轮误差修正后如果未达到残差设定值，再进行下一轮误差修正，且当前轮次最后一个位置最后一个采样时刻修正后的惯组参数作为下一轮第一个位置第一采样时刻的惯组参数，使每轮的误差修正叠加起来，加快了惯组参数的误差修正，提高了惯组参数的自标定速度。

A fast self calibration method for key parameters of three self laser inertial system

【技术实现步骤摘要】
一种三自激光惯组关键参数快速自标定方法
本专利技术属于惯组参数标定
，尤其涉及一种三自激光惯组关键参数快速自标定方法。
技术介绍
惯组测量单元是由三个正交分布的加速度计和三个正交分布的陀螺仪组成的，可以通过测量空间坐标系三个轴向的加速度增量和角速度增量进行定位定向以及跟踪导航。惯性测量单元的导航功能不依赖外界信号，隐蔽性强，在军事领域应用广泛。但由于加速度计和陀螺仪的输出随着时间存在误差漂移，需要根据零偏和标度因数等随时间变化的参数建立误差模型进行补偿。三自激光惯组陀螺标度因数是跟光程长度相关的固有参数，激光惯组的角速度通道安装误差和加速度通道安装误差取决于台体结构形变，其数值变化也是可以忽略的。陀螺零偏、加速度计标度因数和加速度计零偏参数随时间漂移的误差在导弹武器系统长期贮存条件下，必须在参数保持期内进行重新标定修正以保证武器系统的打击精度，虽然目前已经可以做到弹上惯组免拆自标定(标定一次需要90min)，较之前的技术阵地高精度标定设备标定已经向前迈了一大步，但装备部队后的使用维护还是存在很大的工作量，离终身免标定维护的差距还很本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三自激光惯组关键参数快速自标定方法，其特征在于，包括：/n步骤1：使惯组依次位于6个位置，在每个位置每个采样时刻通过参数残差对惯组关键参数进行误差修正，以该位置当前采样时刻修正后的惯组关键参数更新该位置下一个采样时刻的惯组输出参数，或者以该位置最后一个采样时刻修正后的惯组关键参数更新下一个位置第一个采样时刻的惯组输出参数，直到完成最后一个位置最后一个采样时刻惯组关键参数的误差修正；判断位于最后一个位置最后一个采样时刻的关键参数残差是否小于残差设定值，如果是，则完成关键参数的自标定，否则转入步骤2；/n步骤2：以最后一个位置最后一个采样时刻修正后的惯组关键参数更新第一个位置第一个采样时刻...

【技术特征摘要】
1.一种三自激光惯组关键参数快速自标定方法，其特征在于，包括：
步骤1：使惯组依次位于6个位置，在每个位置每个采样时刻通过参数残差对惯组关键参数进行误差修正，以该位置当前采样时刻修正后的惯组关键参数更新该位置下一个采样时刻的惯组输出参数，或者以该位置最后一个采样时刻修正后的惯组关键参数更新下一个位置第一个采样时刻的惯组输出参数，直到完成最后一个位置最后一个采样时刻惯组关键参数的误差修正；判断位于最后一个位置最后一个采样时刻的关键参数残差是否小于残差设定值，如果是，则完成关键参数的自标定，否则转入步骤2；
步骤2：以最后一个位置最后一个采样时刻修正后的惯组关键参数更新第一个位置第一个采样时刻的惯组输出参数，循环执行步骤1，直到位于最后一个位置最后一个采样时刻的关键参数残差小于残差设定值。


2.如权利要求1所述的一种三自激光惯组关键参数快速自标定方法，其特征在于，所述步骤1中，在每个位置每个采样时刻对惯组关键参数进行误差修正包括以下步骤：
步骤1.1通过测量的加速度数据构建第m轮修正时该位置对应的初始姿态变换矩阵；
步骤1.2根据所述步骤1.1中的初始姿态变换矩阵导航解算速度误差和天向转动角度误差，以更新惯组的速度和天向转动角度；
步骤1.3根据所述步骤1.2中的速度误差和天向转动角度误差计算出该位置未修正时的陀螺误差和加速度计误差在地理坐标系下的分量；
步骤1.4根据所述步骤1.3中分量计算出惯组的参数残差；
步骤1.5根据所述步骤1.4的参数残差对惯组关键参数进行误差修正。


3.如权利要求2所述的一种三自激光惯组关键参数快速自标定方法，其特征在于，所述步骤1.1中，第m轮修正时第j个位置的初始姿态变换矩阵用来表示，设
则：









其中，j＝1,2,3,4,5，ΔDjm为第m轮修正时变换到第j个位置时的角度变换矩阵，分别为第m轮修正时在第j个位置第一个采样时刻x、y、z向加速度值，q为中间计算辅助参数；
当j＝0时，矩阵中的元素采用下式来求得：












其中，为第m轮修正时惯组在第一个位置的初始姿态角。


4.如权利要求2所述的一种三自激光惯组关键参数快速自标定方法，其特征在于，所述步骤1.2中，速度误差的计算公式为：



其中，R代表x、y或z向，为第m轮修正时第j个位置第k个采样时刻x、y或z向速度误差，为第m轮修正时第j个位置第k-1个采样时刻x、y或z向速度误差，为第m轮修正时第j个位置第k个采样时刻的姿态变换矩阵，为第m轮修正时第j个位置第k-1个采样时刻的姿态变换矩阵，为第m轮修正时第j个位置第k个采样时刻x、y或z向加速度输出矢量，g为当地重力加速度，Ω为地球自转角速度，为当地纬度，分别为第m轮修正时第j个位置第k-1个采样时刻x、y、z向速度误差，Δtjm为第m轮修正时第j个位置的采样时间，k为采样时刻，k＝1,2,3…，且：



其中，I为单位对角矩阵，分别为第m轮修正时第j个位置第k个采样时刻x、y、z向陀螺输出角速度；
天向转动角度误差的计算公式为：






其中，为第m轮修正时第j个位置第k个采样时刻的天向转动角度误差，为第m轮修正时第j个位置第k个采样时刻的姿态变换矩阵误差。


5.如权利要求2所述的一种三自激光惯组关键参数快速自标定方法，其特征在于，所述步骤1.3中，未修正时陀螺误差和加速度计误差在地理坐标系下的分量的计算公式如下：












其中，分别为地理坐标系下第m轮修正时第j个位置第k个采样时刻的x、y、z向速度误差分量，均为初始姿态变换矩阵中的元素，分别为第m轮修正时第j个位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓庆，王胜兰，
申请(专利权)人：湖南航天机电设备与特种材料研究所，
类型：发明
国别省市：湖南;43