【技术实现步骤摘要】
固态谐振陀螺自校准方法及系统
本专利技术涉及地下钻井姿态测量
，尤其涉及一种固态谐振陀螺自校准方法及系统。
技术介绍
采用由陀螺仪与加速度计组成的惯导系统进行初始对准或者寻北时，方位测量的精度取决于陀螺仪常值漂移在地理东向的可观测性分量大小，当完全处于水平段，如井斜角处于90°，在东西走向，地理东向的陀螺仪输出主要来自Z轴陀螺(如图1所示)，由于其常值漂移不可观测，也就无法消除，从而使得GMD(GyroMeasurementwhileDrilling，本文简称为GMD)无法在东西走向全姿态尤其是水平段达到满意的测量精度。Gyro-Compass-Index方法是从外部增加旋转机构，通过改变陀螺仪的敏感轴方向，在假设转动过程的短时间内陀螺仪的零偏常值不变，只是改变了敏感轴的极性，从而达到消除漂移误差的目的。从现代控制理论角度来说，是通过转位增加了观测器(Observer)，从而实现最优估计。但是目前外部转位的双位置解析法，在东西走向井轨迹工况，方位测量精度随着井斜角的增加而变差。若要实现在全姿态角...
【技术保护点】
1.一种固态谐振陀螺自校准方法，其特征在于，所述方法通过外部馈入激励信号，实时采集陀螺仪内部关键监测点在不同工作模式下的输出信号，通过算法实现零偏误差和输入角速率的分离，从而校准陀螺仪的重复性误差。/n
【技术特征摘要】
1.一种固态谐振陀螺自校准方法，其特征在于，所述方法通过外部馈入激励信号，实时采集陀螺仪内部关键监测点在不同工作模式下的输出信号，通过算法实现零偏误差和输入角速率的分离，从而校准陀螺仪的重复性误差。
2.根据权利要求1所述的固态谐振陀螺自校准方法，其特征在于，所述激励信号包括第一激励信号和第二激励信号；所述第一激励信号和所述第二激励信号分别与解调后的主模态检测信号D-x和次模态检测信号D+y结合，实现馈入。
3.根据权利要求2所述的固态谐振陀螺自校准方法，其特征在于，陀螺仪内部关键监测点包括波腹控制器的输出点和波节控制器的输出点；在波腹控制器的输出点和波节控制器的输出点分别设置状态观测器，通过状态观测器输出陀螺仪在第一工作模式和第二工作模式的稳态信号。
4.根据权利要求1所述的固态谐振陀螺自校准方法，其特征在于，稳态信号的内容包括：维持波腹轴振动幅度的力、输入角速率引起的哥氏力、外部馈入激励产生的进动哥氏力和阻尼失衡引起的简谐力。
5.根据权利要求1-4任一所述的固态谐振陀螺自校准方法，其特征在于，所述校准方法的具体步骤包括：
S1、陀螺仪在第一工作模式下进行标度因子校准，根据外部馈入的已知激励信号得到第一位置标度因子自校准后的残差值δSFp1；
S2、状态观测器输出第一工作模式下的稳态信号和
S3、陀螺仪以自由进动的方式由第一工作模式转换到第二工作模式；
S4、陀螺仪在第二工作模式下进行标度因子校准，根据外部馈入的已知激励信号得到第二位置标度因子自校准后的残差值δSFp2；
S5、状态观测器输出第二工作模式下的稳态信号和
S6、根据步骤S1、S2以及S4、S5的结果，分离零偏误差和输入角速率，从而实现陀螺仪的自校准。
6.根据权利要求5所述的固态谐振陀螺自校准方法，其特征在于，第一工作模式为陀螺仪的波腹轴为X轴，波节轴为Y轴，进动角度参数θ＝0°；第二工作模式为陀螺仪的波腹轴为Y轴，波节轴为X轴，进动角度参数θ＝90°。
7.根据权利要求6所述的固态谐振陀螺自校准方法，其特征在于，θ＝2λ，λ是波腹轴相对初始位置的进动角度。
8.根据权利要求5所述的固态谐振陀螺自校准方...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛旭，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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