【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及单轴旋转惯组自标定，尤其涉及一种基于特种设备有限转动的单轴旋转惯组自标定方法及装置。
技术介绍
1、系统级标定是一种通过设计合理的转位次序对惯性器件误差参数进行激励，再通过观测导航信息对误差参数进行最优估计的方法，具有标定精度高，抗扰动能力强等优点，定期执行自标定程序可以保证惯组的长期稳定性。
2、具有双轴或三轴自由度框架的旋转式惯组，不需借助外部转台即可实现惯性器件误差参数的自标定，可避免从载具上频繁拆装的过程，大大降低了惯组设备的维护难度。相较于双轴、三轴旋转惯组，单轴旋转惯组具有体积小、成本低、可靠性高等诸多优点，在低成本惯组领域应用广泛。但由于缺少一个旋转自由度，单轴旋转惯组无法独立完成系统级自标定。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于特种设备有限转动的单轴旋转惯组自标定方法及装置。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案具体是这样实现的：
3、本专利技术的一个方面提供了一种基于特种设备有限转动的单轴旋转惯组自标定方法，包括：
4、按照预设方式设置单轴旋转惯组与特种设备；
5、所述单轴旋转惯组在所述特种设备找平后，按照预设转位进行转位，并在每次转位后进行自标定；
6、所述单轴旋转惯组在所述特种设备按照预设角度θ旋转后，按照所述预设转位进行转位，并在每次转位后进行自标定，其中，所述预设角度θ(45°＜θ≤90°)；
7、所述单轴
8、通过在线的卡尔曼滤波算法实时地将所述单轴旋转惯组中陀螺和加表的参数进行估计，并将所述单轴旋转惯组内部导航计算机中的标定参数进行更新。
9、其中，所述按照预设方式设置单轴旋转惯组与特种设备包括：
10、坐标系定义，将b坐标系定义为惯组的本体坐标系，坐标轴与惯组标定后的惯性器件输出轴平行；n坐标系定义为导航坐标系，取当地水平的东-北-天坐标系；
11、将所述单轴旋转惯组设置在所述特种设备上。
12、其中，所述单轴旋转惯组按照预设转位进行转位，并在每次转位后进行自标定包括：
13、所述单轴旋转惯组上电，收到免拆卸自标定指令后，开始进行自标定，所述单轴旋转惯组内部惯性器件组件绕旋转轴进行四位置转位：惯性器件组件绕天向轴正转180°，静止10s，然后再正转180°，静止10s；然后反转180°，静止10s，最后反转180°，静止10s。
14、其中，所述通过在线的卡尔曼滤波算法实时地将所述单轴旋转惯组中陀螺和加表的参数进行估计，并将所述单轴旋转惯组内部导航计算机中的标定参数进行更新包括：
15、建立系统误差模型，所述系统误差模型包括：根据姿态误差方程和速度误差方程确定状态空间模型；
16、所述姿态误差方程包括：
17、
18、其中：
19、φn＝[φe φn φu]t，
20、
21、
22、
23、式中，φi(i＝e,n,u)为姿态误差角，δvi(i＝e,n,u)为导航系下速度误差，l为大地纬度，ωie为地球自转角速度，为地球自转角速度在导航坐标系的分量，为导航坐标系相对地球坐标系转动的角速度在导航系的分量，rm为地球子午圈曲率半径，rn为地球卯酉圈曲率半径，h为大地高度，vi(i＝e,n,u)为导航系速度，为b系到n系的姿态矩阵，δkgii(i＝x,y,z)为各轴陀螺刻度系数误差，为各轴陀螺输出，为各轴陀螺零偏；
24、所述速度误差方程包括：
25、
26、其中：
27、vn＝[ve vn vu]t，mva＝fn×，
28、
29、式中，fib(i＝x,y,z)为加速度计输出，δkaii(i＝x,y,z)为各轴加速度计刻度系数误差，δkaij(i＝y,z,j＝x,y,i≠j)为加速度计安装误差角，为各轴加速度计零偏；
30、所述状态空间模型包括：
31、
32、z＝hx+v (4)
33、其中：
34、状态转移矩阵f为
35、
36、其中
37、
38、
39、状态向量x取为：
40、x＝[φn δvn δka δkg εb ▽b]t
41、其中：
42、δka＝[δkaxx δkayx δkayy δkazx δkazy δkazz]t
43、δkg＝[δkgxx δkgyy δkgzz]t
44、量测量z取为
45、z＝[δve δvn δvu]t
46、观测矩阵h取为
47、h＝[o3×3 i3 o3×15]
48、
49、式中，和分别为陀螺角速度测量白噪声和加速度计比力测量白噪声，vv为速度测量白噪声；
50、将式公(3)和公式(4)离散化，采用卡尔曼滤波方法进行估计，获得陀螺和加速度计的刻度系数误差以及零偏参数的最优估计，利用估计出的数据将所述单轴旋转惯组内部导航计算机中的标定参数进行更新。
51、其中，方法还包括：
52、设置所述单轴旋转惯组框架转速为12°/s；
53、设置所述特种设备转速为3°/s。
54、本专利技术的另一个方面提供了一种基于特种设备有限转动的单轴旋转惯组自标定装置，包括：按照预设方式设置的单轴旋转惯组与特种设备；其中：
55、所述单轴旋转惯组，用于在所述特种设备找平后，按照预设转位进行转位，并在每次转位后进行自标定；在所述特种设备按照预设角度θ旋转后，按照所述预设转位进行转位，并在每次转位后进行自标定，其中，所述预设角度θ(45°＜θ≤90°)；在所述特种设备回落到位后，按照所述预设转位进行转位，并在每次转位后进行自标定；在通过在线的卡尔曼滤波算法实时地将所述单轴旋转惯组中陀螺和加表的参数进行估计后，更新导航计算机中的标定参数；
56、所述特种设备，用于按照所述预设角度θ旋转。
57、其中，通过如下方式按照预设方式设置单轴旋转惯组与特种设备：
58、坐标系定义，将b坐标系定义为惯组的本体坐标系，坐标轴与惯组标定后的惯性器件输出轴平行；n坐标系定义为导航坐标系，取当地水平的东-北-天坐标系；
59、将所述单轴旋转惯组设置在所述特种设备上。
60、其中，所述单轴旋转惯组通过如下方式按照预设转位进行转位，并在每次转位后进行自标定：
61、所述单轴旋转惯组上电，收到免拆卸自标定指令后，开始进行自标定，所述单轴旋转惯组内部惯性器件组件绕旋转轴进行四位置转位：惯性器件组件绕天向轴正转180°，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于特种设备有限转动的单轴旋转惯组自标定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照预设方式设置单轴旋转惯组与特种设备包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单轴旋转惯组按照预设转位进行转位，并在每次转位后进行自标定包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过在线的卡尔曼滤波算法实时地将所述单轴旋转惯组中陀螺和加表的参数进行估计，并将所述单轴旋转惯组内部导航计算机中的标定参数进行更新包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
6.一种基于特种设备有限转动的单轴旋转惯组自标定装置，其特征在于，包括：按照预设方式设置的单轴旋转惯组与特种设备；其中：
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，通过如下方式按照预设方式设置单轴旋转惯组与特种设备：
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述单轴旋转惯组通过如下方式按照预设转位进行转位，并在每次转位后进行自标定：
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述单轴旋转惯组，还用于设置所述单轴旋转惯组框架转速为12°/s；所述特种设备，还用于设置所述特种设备转速为3°/s。
...【技术特征摘要】
1.一种基于特种设备有限转动的单轴旋转惯组自标定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照预设方式设置单轴旋转惯组与特种设备包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单轴旋转惯组按照预设转位进行转位，并在每次转位后进行自标定包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过在线的卡尔曼滤波算法实时地将所述单轴旋转惯组中陀螺和加表的参数进行估计，并将所述单轴旋转惯组内部导航计算机中的标定参数进行更新包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
6.一种基于特种设备有限转动的单轴旋转惯组自标定装置，其特征在于，包括：按照预设方式设置的单轴旋转...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹俊杰，宋天骁，李志强，陈雨，陈鸿跃，王盛，陈令刚，余胜义，陈为，张书明，李先慕，卫瑞，李庚，何艳梅，郝志鹏，
申请(专利权)人：北京航天发射技术研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。