一种带转位机构的惯导系统转台零位标定方法技术方案

本发明专利技术提供一种带转位机构的惯导系统转台零位标定方法，包括以下步骤：确定水平基准面，记录惯导的内外环初始零位；对惯导系统进行粗对准；对惯导的内环轴以正反转的方式进行旋转；对惯导系统进行卡尔曼滤波精对准；记录精对准后惯导系统的俯仰角；计算获得外环零位；将外环轴转动到计算获得的外环零位上；控制外环正向旋转90

【技术实现步骤摘要】
一种带转位机构的惯导系统转台零位标定方法


[0001]本专利技术属于惯性导航
，具体涉及一种带转位机构的惯导系统转台零位标定方法。

技术介绍

[0002]对于带转位机构的旋转调制惯导系统，往往由于装配的原因，即便是在设计结构的时候，通过标识线的方式，对内外环框架进行了对齐设计，生产后的转位机构的零位与设计的零位仍会存在或多或少的偏差，这是不可避免。当内环轴零位存在偏差时，外环轴旋转时IMU会在两个轴上存在角速度输出，外环轴同理，在设计旋转调制次序时是在内环轴坐标系与外环轴坐标基本重合的情况下进行设计，当存在偏差时，系统的旋转调制效果将受到影响，同时还会影响姿态的解调精度。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种带转位机构的惯导系统转台零位标定方法。本专利技术方案能够解决上述现有技术中存在的问题。
[0004]本专利技术的技术解决方案：
[0005]一种带转位机构的惯导系统转台零位标定方法，包括以下步骤：
[0006]确定水平基准面，记录惯导的内外环初始零位NH_INIT、WH_INIT；
[0007]对惯导系统进行粗对准；
[0008]在粗对准完成的基础上，对惯导的内环轴以正反转的方式进行旋转；
[0009]对惯导系统进行卡尔曼滤波精对准；
[0010]记录精对准后惯导系统的俯仰角θ
外
；
[0011]根据俯仰角θ
外
、外环初始零位WH_INIT和水平基准面的在俯仰方向上的不水平度β计算获得外环零位θ
外0
；
[0012]将外环轴转动到计算获得的外环零位θ
外0
上；
[0013]控制外环正向旋转90
°
，转动到位后控制内环轴正向旋转90
°
，记录转动后的俯仰角θ
内
；
[0014]根据俯仰角θ
内
、外环初始零位NH_INIT和水平基准面在滚动方向上的不水平度α，计算获得内环零位θ
内0
；
[0015]将内环轴转动到计算获得的内环零位θ
内0
上。
[0016]进一步的，所述的正反转旋转的方式为：内环以10
°
/s正转180
°
,内环以
‑
10
°
/s反转180
°
,内环以
‑
10
°
/s反转180
°
,内环以10
°
/s正转180
°
，如此循环n遍。
[0017]优选的，所述的n的取值范围：n大于等于4。
[0018]进一步的，所述的外环零位θ
外0
的计算公式为：θ
外0
＝WH_INIT
‑
θ
外
‑
β。
[0019]进一步的，所述的内环零位θ
内0
的计算公式为：θ
内0
＝NH_INIT
‑
θ
内
‑
α。
[0020]本专利技术与现有技术相比的有益效果：
[0021]本专利技术通过正反旋转的方式，抵消水平加速度计零位和水平陀螺漂移，从而提高对准过程中水平姿态的精度，并通过将内外环垂直调节的方式，完成内外环的零位调节，提高转台零位的标定精度，准确的内外环零位可进一步提升旋转调制惯导系统的姿态输出精度。
附图说明
[0022]所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1示出了根据本专利技术实施例提供的一种带转位机构的惯导系统转台零位标定方法步骤示意图；
[0024]图2示出了根据本专利技术实施例提供的外环轴零位存在偏差时示意图；
[0025]图3示出了根据本专利技术实施例提供的内环轴零位存在偏差时示意图。
具体实施方式
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0028]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0029]本专利技术针对带转位机构的惯导系统系统，在装配完成后，不考虑转轴游隙基础上，可以认为产品的内外环轴处于正交状态，标定的机理主要是利用旋转惯导系统的旋转调制对准，获得高精度水平姿态来确定内环轴与水平基准面的偏差。
[0030]本文以内环轴为方位轴，外环为俯仰轴的惯导系统为例，当惯导系统放置在水平基准面上，惯导系统对准后的水平姿态应该为零，当外环轴准确的情况下，惯性测量组合的
XOZ平面与水平基准面平行，当对准结束时刻惯组的水平姿态角不为零时，此时，X轴与水平面的夹角即为外环轴的零位偏差角，如图2所示。
[0031]内环轴的标定方法与内环轴一致，在外环轴标定完成的基础上，将外环轴正转90
°
，同时内环轴正转90
°
，将原来的XOZ靠近水平基准面调整为XOY靠近水平基准面。当内环轴准确的情况下，惯性测量组合的XOY平面与水平基准面平行，当对准结束时刻惯组的水平姿态角不为零时，此时，X轴与水平面的夹角即为内环轴的零位偏差角，如图3所示。
[0032本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带转位机构的惯导系统转台零位标定方法，其特征在于，包括以下步骤：确定水平基准面，记录惯导的内外环初始零位NH_INIT、WH_INIT；对惯导系统进行粗对准；在粗对准完成的基础上，对惯导的内环轴以正反转的方式进行旋转；对惯导系统进行卡尔曼滤波精对准；记录精对准后惯导系统的俯仰角θ
外
；根据俯仰角θ
外
、外环初始零位WH_INIT和水平基准面的在俯仰方向上的不水平度β计算获得外环零位θ
外0
；将外环轴转动到计算获得的外环零位θ
外0
上；控制外环正向旋转90
°
，转动到位后控制内环轴正向旋转90
°
，记录转动后的俯仰角θ
内
；根据俯仰角θ
内
、外环初始零位NH_INIT和水平基准面在滚动方向上的不水平度α，计算获得内环零位θ
内0
；将内环轴转动到计算获得的内环零位θ
内0
上。2.根据权利要求1所述的一种带转位机构的惯导系统转台零位标定方法，其特征在于，所述的正反转旋转的方式为：内环以10
°
/s正转180
°
,内环以
‑
10
°

【专利技术属性】
技术研发人员：胡启林，吴亮华，刘玉祝，于杏，李瑞贤，高晓波，危志英，王秋帆，杨槊，张泽，王欣，张吉，盛雪莲，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：