寻北方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种寻北方法、装置及系统。其中，该方法包括：分别获取所述MEMS陀螺寻北仪安装在四位置惯导安装座的四个转角位置处的惯导数据；对四个转角位置处的所述惯导数据进行融合，确定所述惯导安装座相对于北向的夹角，以进行寻北。本发明专利技术解决了由于寻北仪对环境的振动干扰极为敏感而造成的抗震效果不佳的技术问题。的技术问题。的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
寻北方法、装置及系统


[0001]本专利技术涉及导航领域，具体而言，涉及一种寻北方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]寻北仪是罗盘的一种，是用来寻找某一位置的真北方向值。陀螺寻北仪又称陀螺罗盘，是利用陀螺原理测定地球自转角速率在当地水平面投影方向(即真北方位)的一种惯性测量系统。它的寻北过程无需外部参考。除受高纬度限制之外，寻北测量不受天气、昼夜时间、地磁场和场地通视条件的影响。但是，寻北仪对环境的振动干扰特别是对低频振动干扰极为敏感。
[0003]但是，现有的寻北仪抗震效果不佳、环境适应性较差、体积较大、且成本较高。针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种寻北方法、装置及系统，以至少解决由于寻北仪对环境的振动干扰极为敏感而造成的抗震效果不佳的技术问题。
[0005]根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种寻北方法，包括：分别获取所述MEMS(Micro
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Electro
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Mechanical System，微电机导航系统)陀螺寻北仪安装在四位置惯导安装座的四个转角位置处的惯导数据；对四个转角位置处的所述惯导数据进行融合，确定所述惯导安装座相对于北向的夹角，以进行寻北。
[0006]根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种寻北装置，包括：采集模块，用于分别获取所述MEMS陀螺寻北仪安装在四位置惯导安装座的四个转角位置处的惯导数据；寻北模块，用于对四个转角位置处的所述惯导数据进行融合，确定所述惯导安装座相对于北向的夹角，以进行寻北。
[0007]根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种寻北系统，包括：如上所述的MEMS陀螺寻北仪；四位置惯导安装座，用于安装所述MEMS陀螺寻北仪。
[0008]在本专利技术实施例中，分别获取所述MEMS陀螺寻北仪安装在四位置惯导安装座的四个转角位置处的惯导数据；对四个转角位置处的所述惯导数据进行融合，确定所述惯导安装座相对于北向的夹角，以进行寻北，进而解决了由于寻北仪对环境的振动干扰极为敏感而造成的抗震效果不佳的技术问题。
附图说明
[0009]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0010]图1是根据本专利技术实施例的一种寻北方法的流程图；
[0011]图2是根据本专利技术实施例的另一种寻北方法的流程图；
[0012]图3是根据本专利技术实施例的4位置陀螺寻北示意图；
[0013]图4是根据本专利技术实施例的地球自转在陀螺敏感轴上的投影图；
[0014]图5是根据本专利技术实施例的又一种寻北方法的流程图；
[0015]图6是根据本专利技术实施例的地理坐标系和载体坐标系的示意图；
[0016]图7是根据本专利技术实施例的一种寻北装置的结构示意图；
[0017]图8是根据本专利技术实施例的一种寻北系统的结构示意图；
[0018]图9是根据本专利技术实施例的一种四位置惯导安装座的结构示意图；图10是根据本专利技术实施例的顶部盖板的结构示意图。
具体实施方式
[0019]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0020]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0021]实施例1
[0022]根据本专利技术实施例，提供了一种寻北方法，如图1所示，该方法包括：
[0023]步骤S102，分别获取所述MEMS陀螺寻北仪安装在四位置惯导安装座的四个转角位置处的惯导数据；
[0024]步骤S104，对四个转角位置处的所述惯导数据进行融合，确定所述惯导安装座相对于北向的夹角，以进行寻北。
[0025]首先，针对所述四个转角位置的每一个转角位置，确定所述MEMS陀螺寻北仪的陀螺在所述每一个转角位置进行测量时输出的相应零点偏移和所述相应角速度之间的关系。获取地球的自转角速度、以及测量点的纬度。
[0026]例如，基于所述自转角速度、所述测量点的纬度、所述相应零点偏移、以及所述相应角速度，确定所述相应零点偏移和所述相应角速度之间的关系。
[0027]再例如，获取地球的自转角速度、测量点的纬度值、所述四位置惯导安装座的倾斜角和俯仰角、以及所述相应零点偏移；基于所述自转角速度、所述测量点的纬度、所述倾斜角和所述俯仰角、以及所述相应零点偏移，确定所述相应零点偏移和所述相应角速度之间的关系。
[0028]接着，将所述每一个转角位置处的所述相应零点偏移设定为相同的常量，并对所确定的四个转角位置处的所述相应零点偏移和所述相应角速度之间的关系进行融合，确定所述惯导安装座相对于北向的夹角。
[0029]首先，获取所述MEMS陀螺寻北仪的加速度计在所述四个转角位置处的加速度。例如，获取所述加速度计的偏置和所述加速度计的噪声；基于所述加速度计的偏置和所述加速度计的噪声，分别计算所述加速度计在所述四个转角位置处的加速度。
[0030]接着，基于所述四个转角位置处的加速度，计算所述MEMS陀螺寻北仪的所述倾斜角和所述俯仰角。之后，基于所述相应角速度、所述测量点的纬度值、所述倾斜角和所述俯仰角，确定调节系数A；基于所述调节系数A、所述倾斜角和所述俯仰角，确定所述惯导安装座相对于北向的夹角。
[0031]本实施例提供的寻北方法，利用MEMS陀螺寻北仪能够自主指示方位、且精度很高，它能够在不输入纬度值的情况下，给出载体与真北方向的夹角。本实施例，利用MEMS陀螺仪测得的地球自转角速率值及加速度计测得的陀螺仪与水平面夹角，经过计算机解算可以得到载体的基线与真北方向的夹角。
[0032]实施例2
[0033]根据本专利技术实施例，还提供了另一种寻北方法。如图2所示，该方法包括：
[0034]步骤S202，测量四个转角位置处的角速度。
[0035]MEMS陀螺寻北仪使用一个四位置惯导安装座，将陀螺分四次置于基座上。
[0036]开始寻北时，如图3所示，陀螺处于位置1，陀螺敏感轴与载体平行。假设陀螺敏感轴的初始方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种寻北方法，其特征在于，包括：分别获取MEMS陀螺寻北仪安装在四位置惯导安装座的四个转角位置处的惯导数据；对四个转角位置处的所述惯导数据进行融合，确定所述惯导安装座相对于北向的夹角，以进行寻北。2.根据权利要求1所述的寻北方法，其特征在于，对四个转角位置处的所述惯导数据进行融合，确定所述惯导安装座相对于北向的夹角，包括：针对所述四个转角位置的每一个转角位置，确定所述MEMS陀螺寻北仪的陀螺在所述每一个转角位置进行测量时输出的相应零点偏移和相应角速度之间的关系；将所述每一个转角位置处的所述相应零点偏移设定为相同的常量，并对所确定的四个转角位置处的所述相应零点偏移和所述相应角速度之间的关系进行融合，确定所述惯导安装座相对于北向的夹角。3.根据权利要求2所述的寻北方法，其特征在于，确定所述MEMS陀螺寻北仪的陀螺在所述每一个转角位置进行测量时输出的相应零点偏移和所述相应角速度之间的关系，包括：获取地球的自转角速度、以及测量点的纬度；基于所述自转角速度、所述测量点的纬度、所述相应零点偏移、以及所述相应角速度，确定所述相应零点偏移和所述相应角速度之间的关系。4.根据权利要求2所述的寻北方法，其特征在于，确定所述MEMS陀螺寻北仪的陀螺在所述每一个转角位置进行测量时输出的相应零点偏移和所述相应角速度之间的关系，包括：获取地球的自转角速度、测量点的纬度值、所述四位置惯导安装座的倾斜角和俯仰角、以及所述相应零点偏移；基于所述自转角速度、所述测量点的纬度、所述倾斜角和所述俯仰角、以及所述相...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宁，袁超杰，刘福朝，范军芳，苏中，赵辉，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：