一种捷联惯导系统现场快速自标定方法技术方案

本发明专利技术提出一种捷联惯导系统现场快速自标定方法，捷联惯导系统具有三轴陀螺仪和三轴加速度计，该方法包括：建立陀螺仪和加速度计的测量模型；根据测量模型与曲面约束条件计算椭球体参数；根据椭球体参数计算陀螺仪与加速度计零位值；根据椭球体参数计算陀螺仪与加速度计刻度系数；根据椭球体参数计算陀螺仪与加速度计安装误差。本发明专利技术捷联惯导系统现场快速自标定方法，采用最小二乘法椭球拟合方法实现不同位置下捷联惯导系统的输出拟合，实现自标定捷联惯导参数。定捷联惯导参数。定捷联惯导参数。

【技术实现步骤摘要】
一种捷联惯导系统现场快速自标定方法


[0001]本专利技术涉及导航
，尤其涉及一种捷联惯导系统现场快速自标定方法。

技术介绍

[0002]捷联惯导系统对于矿井定位有着不可或缺的重要性，可以实时提供矿井设备在行进过程中的速度、位置、姿态与航向信息。因此捷联惯导系统每年需要进行一次标定试验标定系统参数。
[0003]在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在以下问题：目前标定试验大多采用高精度转台标定系统参数，这时就需要将捷联惯导系统从井下拆卸到地面实验室进行标校，由于矿用捷联惯导系统在矿井中做为监测设备需要长期进行开机工作，所以使用高精度转台标校捷联惯导系统给矿井工作带来不便。相关技术的实现方案还有分立式标定方法、系统级标定方法和模观测方法。现有的方案如下：1.分立式标定方法一般采用位置和速率标定方法，这两种方法均依靠高精度转台提供位置和速率参考，位置标定法一般按所用位置的数量，分为六位置法、十二位置法、二十四位置法等。2.速率标定方法一般采用对称正负速率点下采集10组以上的方法；系统级标定方法，主要是通过捷联惯导系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种捷联惯导系统现场快速自标定方法，其特征在于，所述捷联惯导系统具有三轴陀螺仪和三轴加速度计，该方法包括：建立陀螺仪和加速度计的测量模型；根据测量模型与曲面约束条件计算椭球体参数；根据椭球体参数计算陀螺仪与加速度计零位值；根据椭球体参数计算陀螺仪与加速度计刻度系数；根据椭球体参数计算陀螺仪与加速度计安装误差。2.根据权利要求1所述的一种捷联惯导系统现场快速自标定方法，其特征在于，所述捷联惯导系统的外形为六面体，所述捷联惯导系统安装在标定装置上，标定装置包括外框、中框和内框，外框与中框铰接，中框与内框铰接，标定装置用于使所述捷联惯导系统的6个面轮流朝下，在其中一个面朝下时，绕垂直方向轴转360度，每90度旋转一次，一共组合成24种位置；所述建立陀螺仪和加速度计的测量校准模型包括：在所述24种位置下采集陀螺仪的角速率和加速度；将所述捷联惯导系统在所述24种位置下测量得到的角速率矢量和加速度矢量的轨迹拟合成椭球体，椭球体的方程式表示为：F(ξ,v)＝ξ
T
v＝ax2+by2+cz2+2dxy+2exz+2fyz+2px+2qy+2rz+g上式中，ξ＝[a,b,c,d,e,f,g,p,q,r]
T
为椭球体二次曲面参数，v＝[x2,y2,z2,2xy,2xz,2yz,2x,2y,2z,1]为捷联惯导系统测量输出组合向量。3.根据权利要求2所述的一种捷联惯导系统现场快速自标定方法，其特征在于，所述根据测量模型与曲面约束条件计算椭球体参数包括：令测量得到的角速率矢量和加速度矢量到椭球体二次曲面代数距离的平方和最小，数学表示为：上式中，加入曲面约束条件保证该二次曲面为椭球体二次曲面，F(ξ,v)矢量形式表示如下：(X
‑
X0)
T
A(X
‑
X0)＝1上式中，是与椭球体三个半轴长及椭球旋转角度有关的矩阵，为拟合椭球的中心点坐标。4.根据权利要求3所述的一种捷联惯导系统现场快速自标定方法，其特征在于，根据椭球体参数计算陀螺仪与加速度计零位值包括：
根据三轴陀螺仪的测量校准模型ω
e
＝K
‑1(ω
m
‑
ω0)可得：(ω
e
)
T
ω
e
＝[K
‑1(ω
m
‑
ω0)]
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小燕，田原，陈宁，张婷，索艳春，董孟阳，李涛，郭皇煌，贾曲，
申请(专利权)人：山西天地煤机装备有限公司，
类型：发明
国别省市：