基于矩阵等价转换的光纤陀螺误差校准方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及惯性导航领域，公开了一种基于矩阵等价转换的光纤陀螺误差校准方法及系统，用于提高对光纤陀螺进行误差校准时的准确率。该方法包括：对目标光纤陀螺进行数据采集，得到陀螺角速度数据以及加速度计测量比力；对陀螺角速度数据进行矩阵转换分析，确定陀螺安装误差矩阵，对加速度计测量比力进行矩阵转换分析，确定加速度计安装误差矩阵；对陀螺安装误差矩阵以及加速度计安装误差矩阵进行矩阵简化处理，得到简化矩阵集合；对简化矩阵集合进行矩阵转换处理，得到转换矩阵集合；通过转换矩阵集合分别对陀螺角速度数据以及加速度计测量比力进行误差校准处理，得到误差校准处理后的陀螺角速度数据以及误差校准处理后的加速度计测量比力。速度计测量比力。速度计测量比力。

【技术实现步骤摘要】
基于矩阵等价转换的光纤陀螺误差校准方法及系统


[0001]本专利技术涉及惯性导航领域，尤其涉及一种基于矩阵等价转换的光纤陀螺误差校准方法及系统。

技术介绍

[0002]惯性导航系统是一种利用光纤陀螺仪和加速度计等惯性元件进行位置、速度和姿态测量的系统,不需要依赖外界的信号，因此具有较强的抗干扰能力，可以在没有GPS等导航信号的情况下进行导航，惯性导航系统广泛应用于航空、航天、海洋和地面等领域，如飞机、导弹、卫星、潜艇、汽车和火车等。惯性导航系统的精度和稳定性是评价其性能的重要指标。
[0003]但是，惯性导航系统由于装配安装等因素，陀螺和加速度计的敏感轴之间存在非正交情况，同时也存在与参考正交坐标系敏感轴不一致的情况，陀螺和加速度计敏感轴与参考正交坐标系之间传递矩阵称为安装误差，不同应用场合需要不同安装误差矩阵形式。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种基于矩阵等价转换的光纤陀螺误差校准方法及系统，解决了对光纤陀螺进行误差校准时的准确率较低的技术问题。
[0005]本专利技术提供了一种基于矩阵等价转换的光纤陀螺误差校准方法，包括：对目标光纤陀螺进行数据采集，得到所述目标光纤陀螺的陀螺角速度数据以及加速度计测量比力；对所述陀螺角速度数据进行分析，确定与所述目标光纤陀螺对应的陀螺安装误差矩阵，同时，对所述加速度计测量比力进行分析，确定与所述目标光纤陀螺对应的加速度计安装误差矩阵；对所述陀螺安装误差矩阵以及所述加速度计安装误差矩阵进行矩阵简化处理，得到简化矩阵集合；对所述简化矩阵集合进行矩阵转换处理，得到转换矩阵集合；通过所述转换矩阵集合分别对所述陀螺角速度数据以及所述加速度计测量比力进行误差校准处理，得到误差校准处理后的陀螺角速度数据以及误差校准处理后的加速度计测量比力。
[0006]在本专利技术中，所述陀螺角速度数据可表示为：；
[0007]其中，所述加速度计测量比力可表示为：；其中，g表示陀螺坐标系、a表示加速度计坐标系、p表示台体坐标系，为陀螺角速度数据，为陀螺角速度实际输入数据，为加速度计测量比力，为加速度计比力实际输入数据，为所述目标光纤陀螺的标度因数误差，为加速度计的标度因数误差，为所述目标光纤陀螺的安装误差矩阵、为所述目标光纤陀螺的加速度计的
安装误差矩阵，为陀螺常值漂移，为加速度计常值零偏数据，为矩阵误差系数，为无量纲量，为初始标准矩阵。
[0008]在本专利技术中，所述对所述陀螺安装误差矩阵以及所述加速度计安装误差矩阵进行矩阵简化处理，得到简化矩阵集合步骤，包括：对所述陀螺安装误差矩阵进行第一简化处理，得到第一简化矩阵；对所述加速度计安装误差矩阵进行第二简化处理，得到第二简化矩阵；对所述第一简化矩阵以及所述第二简化矩阵进行数据合并，得到简化矩阵集合。
[0009]在本专利技术中，所述对所述简化矩阵集合进行矩阵转换处理，得到转换矩阵集合步骤，包括：对所述目标光纤陀螺进行参考坐标系分析，确定目标参考坐标系；通过所述目标参考坐标系进行敏感轴位置关系分析，确定目标敏感轴位置关系数据；通过所述目标敏感位置关系数据分别对所述简化矩阵集合中的第一简化矩阵以及所述简化矩阵中的第二进化矩阵进行矩阵转换处理，得到第一目标矩阵以及第二目标矩阵；将所述第一目标矩阵以及所述第二目标矩阵进行数据合并，得到所述转换矩阵集合。
[0010]在本专利技术中，所述通过所述转换矩阵集合分别对所述陀螺角速度数据以及所述加速度计测量比力进行误差校准处理，得到误差校准处理后的陀螺角速度数据以及误差校准处理后的加速度计测量比力步骤，包括：通过所述转换矩阵集合中的第一目标矩阵对所述陀螺角速度数据进行第一误差校准处理，得到误差校准处理后的陀螺角速度数据；通过所述转换矩阵集合中的第二目标矩阵对所述加速度计测量比力进行第二误差校准处理，得到误差校准处理后的加速度计测量比力。
[0011]本专利技术还提供了一种基于矩阵等价转换的光纤陀螺误差校准系统，包括：采集模块，用于对目标光纤陀螺进行数据采集，得到所述目标光纤陀螺的陀螺角速度数据以及加速度计测量比力；分析模块，用于对所述陀螺角速度数据进行矩阵转换分析，确定与所述目标光纤陀螺对应的陀螺安装误差矩阵，同时，对所述加速度计测量比力进行矩阵转换分析，确定与所述目标光纤陀螺对应的加速度计安装误差矩阵；简化模块，用于对所述陀螺安装误差矩阵以及所述加速度计安装误差矩阵进行矩阵简化处理，得到简化矩阵集合；转换模块，用于对所述简化矩阵集合进行矩阵转换处理，得到转换矩阵集合；校准模块，用于通过所述转换矩阵集合分别对所述陀螺角速度数据以及所述加速度计测量比力进行误差校准处理，得到误差校准处理后的陀螺角速度数据以及误差校准处理后的加速度计测量比力。
[0012]本专利技术中，对目标光纤陀螺进行数据采集，得到陀螺角速度数据以及加速度计测量比力；对陀螺角速度数据进行矩阵转换分析，确定陀螺安装误差矩阵，对加速度计测量比力进行矩阵转换分析，确定加速度计安装误差矩阵；对陀螺安装误差矩阵以及加速度计安装误差矩阵进行矩阵简化处理，得到简化矩阵集合；对简化矩阵集合进行矩阵转换处理，得到转换矩阵集合；通过转换矩阵集合分别对陀螺角速度数据以及加速度计测量比力进行误差校准处理，得到误差校准处理后的陀螺角速度数据以及误差校准处理后的加速度计测量比力，实现不同安装矩阵等价表示，满足不同应用场合对安装矩阵形式的不同要求，可以在选取不同参考系时对安装误差矩阵进行等价转换，以进一步提高对光纤陀螺进行误差校准时的准确率。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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。
[0014]图1为本专利技术实施例中基于矩阵等价转换的光纤陀螺误差校准方法的流程图。
[0015]图2为本专利技术实施例中目标光纤陀螺安装误差的示意图。
[0016]图3为本专利技术实施例中加速度计安装误差的示意图。
[0017]图4为本专利技术实施例中通过所述转换矩阵集合分别对所述陀螺角速度数据以及所述加速度计测量比力进行误差校准处理的流程图。
[0018]图5为本专利技术实施例中基于矩阵等价转换的光纤陀螺误差校准系统的示意图。
[0019]附图标记：301、采集模块；302、分析模块；303、简化模块；304、转换模块；305、校准模块。
具体实施方式
[0020]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于矩阵等价转换的光纤陀螺误差校准方法，其特征在于，方法包括：对目标光纤陀螺进行数据采集，得到所述目标光纤陀螺的陀螺角速度数据以及加速度计测量比力；对所述陀螺角速度数据进行矩阵转换分析，确定与所述目标光纤陀螺对应的陀螺安装误差矩阵，同时，对所述加速度计测量比力进行矩阵转换分析，确定与所述目标光纤陀螺对应的加速度计安装误差矩阵；对所述陀螺安装误差矩阵以及所述加速度计安装误差矩阵进行矩阵简化处理，得到简化矩阵集合；对所述简化矩阵集合进行矩阵转换处理，得到转换矩阵集合；通过所述转换矩阵集合分别对所述陀螺角速度数据以及所述加速度计测量比力进行误差校准处理，得到误差校准处理后的陀螺角速度数据以及误差校准处理后的加速度计测量比力。2.根据权利要求1所述的基于矩阵等价转换的光纤陀螺误差校准方法，其特征在于，所述陀螺角速度数据可表示为：；其中，所述加速度计测量比力可表示为：；其中，g表示陀螺坐标系、a表示加速度计坐标系、p表示台体坐标系，为陀螺角速度数据，为陀螺角速度实际输入数据，为加速度计测量比力，为加速度计比力实际输入数据，为所述目标光纤陀螺的标度因数误差，为加速度计的标度因数误差，为所述目标光纤陀螺的安装误差矩阵、为所述目标光纤陀螺的加速度计的安装误差矩阵，为陀螺常值漂移，为加速度计常值零偏数据，为矩阵误差系数，为无量纲量，为初始标准矩阵。3.根据权利要求1所述的基于矩阵等价转换的光纤陀螺误差校准方法，其特征在于，所述对所述陀螺安装误差矩阵以及所述加速度计安装误差矩阵进行矩阵简化处理，得到简化矩阵集合步骤，包括：对所述陀螺安装误差矩阵进行第一简化处理，得到第一简化矩阵；对所述加速度计安装误差矩阵进行第二简化处理，得到第二简化矩阵；对所述第一简化矩阵以及所述第二简化矩阵进行数据合并，得到简化矩阵集合。4.根据权利要求1所述的基于矩阵等价转换的光纤陀螺误差校准方法，其特征在于，所述对所述简化矩阵集合进行矩阵转换处理，得到转...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵坤，胡小毛，郭猛，杨盛林，吴国强，李德春，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所，
类型：发明
国别省市：