一种基于在线标定的惯导系统姿态补偿方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于在线标定的惯导系统姿态补偿方法，所述方法包括：对轨道检测车和惯导系统之间的安装误差进行在线标定，获取惯导系统相对于轨道检测车的俯仰角误差和滚转角误差；在轨道检测车的行进过程中，获取惯导系统输出的y轴角速率、x轴加速度和z轴加速度；获取轨道检测车的俯仰角；获取轨道检测车的俯仰角速率；获取轨道检测车的滚转角；获取轨道检测车的滚转角速率；获取航向角速率误差；基于航向角速率误差对y轴角速率进行补偿，获取补偿后的y轴角速率；基于补偿后的y轴角速率获取轨道检测车的航向角。本发明专利技术能够解决现有导航方法无法在低成本的情况下获取高精度的姿态信息的技术问题。的姿态信息的技术问题。的姿态信息的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于在线标定的惯导系统姿态补偿方法


[0001]本专利技术涉及惯性导航
，尤其涉及一种基于在线标定的惯导系统姿态补偿方法。

技术介绍

[0002]随着我国铁路建设的不断发展，既有线路的改建、扩建以及新建项目越来越多，线路测绘在工程建设中起着决定性的作用，它直接影响到工程的质量、成本及工期。为保障轨道交通的运营安全，近年来，轨道精密检测技术得到快速发展，多个国家投入了大量的人力物力来研制和更新各种轨道检测方法，以满足当今铁路高速和重载的要求。由于车载式惯导检测方式对正常运营影响小、效率高、速度快，且真实地反映了在列车运行条件下的基础设施状态，已经成为铁路和城轨交通基础设施安全状态的主要检测手段之一。
[0003]惯性导航系统主要由六个传感器组成，包括三个陀螺仪和三个加速度计，可以通过采集这些传感器输出的信息，利用牛顿第二定律和微积分原理对运动载体的俯仰角、滚转角和航向角进行解算，同时给出运动载体的速度和位置信息。由于基于惯性测量单元有着不受气候和空间条件的限制，同时适用于对测量精度和动态性能较高的领域，因此有着其他姿态测量方法不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于在线标定的惯导系统姿态补偿方法，其特征在于，所述方法包括：对轨道检测车和惯导系统之间的安装误差进行在线标定，获取惯导系统相对于轨道检测车的俯仰角误差和滚转角误差；在轨道检测车的行进过程中，获取惯导系统输出的y轴角速率、x轴加速度和z轴加速度；基于x轴加速度获取轨道检测车的俯仰角；基于轨道检测车的俯仰角获取轨道检测车的俯仰角速率；基于z轴加速度和轨道检测车的俯仰角获取轨道检测车的滚转角；基于轨道检测车的滚转角获取轨道检测车的滚转角速率；基于惯导系统相对于轨道检测车的俯仰角误差和滚转角误差、轨道检测车的俯仰角速率和滚转角速率获取航向角速率误差；基于航向角速率误差对y轴角速率进行补偿，获取补偿后的y轴角速率；基于补偿后的y轴角速率获取轨道检测车的航向角；所述惯导系统包括一个陀螺仪和两个加速度计。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对轨道检测车和惯导系统之间的安装误差进行在线标定，获取惯导系统相对于轨道检测车的俯仰角误差和滚转角误差包括：将惯导系统安装在轨道检测车上；将轨道检测车放到轨道上进行正向行进，获取在正向行进过程中惯导系统的x轴加速度计测量值和z轴加速度计测量值；基于在正向行进过程中惯导系统的x轴加速度计测量值获取正向测试的俯仰角；基于在正向行进过程中惯导系统的z轴加速度计测量值和正向测试的俯仰角获取正向测试的滚转角；将轨道检测车旋转180
°
后放到轨道上进行反向行进，获取在反向行进过程中惯导系统的x轴加速度计测量值和z轴加速度计测量值；基于在反向行进过程中惯导系统的x轴加速度计测量值获取反向测试的俯仰角；基于在反向行进过程中惯导系统的z轴加速度计测量值和反向测试的俯仰角获取反向测试的滚转角；基于正向测试的俯仰角和反向测试的俯仰角获取惯导系统相对于轨道检测车的俯仰角误差；基于正向测试的滚转角和反向测试的滚转角获取惯导系统相对于轨道检测车的滚转角误差。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过下式获取正向测试的俯仰角：通过下式获取正向测试的滚转角：通过下式获取反向测试的俯仰角：
通过下式获取反向测试的滚转角：式中，θ
fd
为正向测试的俯仰角，γ
fd
为正向测试的滚转角，为在正向行进过程中惯导系统的x轴加速度计测量值，为在正向行进过程中惯导系统的z轴加速度计测量值，θ
rd
为反向测试的俯仰角，γ
rd
为反向测试的滚转角，为在反向行进过程中惯导系统的x轴加速度计测量值，为在反向行进过程中惯导系...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴新凯，郭玉胜，庄广琛，王海军，
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：