【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及惯性导航，具体涉及基于可观测性最优分配的五轴光纤惯导系统的自标定方法，尤其涉及一种锥形配置的弹载五轴光纤冗余捷联惯导系统自标定方法。
技术介绍
1、捷联式惯性导航系统(捷联惯导)由于其体积小、成本低且容易实现余度技术，被广泛应用于弹载领域。但是由于弹载惯导系统服役时间较长，惯性传感器误差会随时间产生变化，难以实现高性能导航。为了避免导航性能劣化，传统的方式是将弹载惯导在导弹上拆卸下来，利用高精度三轴转台进行误差再次标定，但是这种方式会影响机动作战应用。
2、现有技术中，相关技术人员在捷联惯导系统上加装了双轴转位机构，实现了惯导系统的自标定、自对准和自检测，目前该方法被广泛应用在弹载领域。但转位机构的引入又带来了体积大、成本高和可靠性低的问题。
3、目前常用的捷联自标定技术主要有以下三种技术途径：一是在工作过程中，借助于外部辅助导航信息对传感器进行在线标定，比如卫星用惯性定姿系统长时间工作，惯性传感器标定参数发生变化，一般通过星敏感器对惯性传感器进行周期性标定；二是在工作过程中，借助于载体高精度惯导对低精度惯导进行在线标定，如f16的传递对准技术，在机载空空导弹发射之前，借助于飞机自身高精度导航信息对空空导弹的惯导系统传感器误差进行在线标定，实现发射后高精度导航；三是借助于载体自身转动，采用零速修正技术实现现场标定。
4、对于弹载应用来说，强调自主性且飞行过程中的在线标定难以实现，致使基于弹体转动的零速修正技术成为自标定的唯一途径。基于零速修正的自标定项与载体的机动有关，即载体机动
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本专利技术提供了一种基于可观测性最优分配的五轴光纤惯导系统的自标定方法，首先，本专利技术将五组光纤陀螺和加速度计通过铍铝材料进行安装建立，忽略安装误差的锥形配置的五轴光纤冗余捷联惯导系统，其次，基于奇偶检测方程选出零位误差超差的光纤陀螺，并对零位误差超差的光纤陀螺进行零位误差标定，最后基于可观测性最优分配的自标定方法，采用系统级标定的思路，借助横滚场景进行横滚转动，实现五轴光纤冗余捷联惯导系统中光纤陀螺标度因数误差、加速度计零位误差和标度因数误差的自标定。
2、本专利技术提供了一种基于可观测性最优分配的五轴光纤惯导系统的自标定方法，包括：
3、步骤s1、基于多组传感器建立五轴光纤惯导系统；所述五轴光纤惯导系统为五轴光纤冗余捷联惯导系统；
4、优选的，所述五轴光纤惯导系统中多组传感器需要标定的误差包括零位误差和标度因数误差；
5、优选的，所述五轴光纤惯导系统包括分布在本体坐标系o-xyz中的五组传感器；
6、优选的，所述五轴光纤惯导系统中各组传感器件通过铍铝材料进行安装；安装误差达到角秒级精度，进一步忽略安装误差；
7、优选的，所述每组传感器均包括一个光纤陀螺和一个加速度计；所述每组传感器中光纤陀螺和加速度计同轴设置，即对应同一个敏感轴；
8、示例性的，获取所述每组传感器分别对应的传感器a、传感器b、传感器c、传感器d和传感器e；所述传感器a和传感器b位于本体坐标系的x轴与y轴方向，传感器c、传感器d、传感器e与z轴夹角相同，且均通过原点o，传感器c、传感器d、传感器e两两夹角相同；
9、进一步的，传感器c、传感器d、传感器轴e两两夹角与传感器c与本体坐标系的x轴的夹角的比例关系为：8：3；
10、示例性的，传感器c、传感器d、传感器e沿z轴方向在xoy平面上的投影的两两夹角α3为120°。
11、传感器c沿z轴方向在xoy平面上的投影与x轴的夹角与传感器d、传感器e沿z轴方向在xoy平面上的投影分别与y轴正、负方向的夹角相等；
12、传感器c沿z轴方向在xoy平面上的投影与x轴的夹角α2为45°；
13、传感器c、传感器d、传感器e与本体坐标系的z轴夹角α1为41.8105°。
14、步骤s2、基于所述五轴光纤惯导系统分别获得光纤陀螺标定模型和加速度计标定模型；
15、所述光纤陀螺标定模型的表达式为：
16、
17、ωj＝[ωa ωb ωωd ωe]t
18、其中，ωj为五轴光纤惯导系统第j组传感器中光纤陀螺输出的实际角速度，kgj为五轴光纤惯导系统第j组传感器中光纤陀螺的标度因数误差，h为五轴光纤惯导系统多组传感器的安装配置矩阵，为五轴光纤惯导系统第j组传感器中光纤陀螺在本体坐标系k相对于惯性坐标系i中的角速度在本体坐标系k的输出；gbj为五轴光纤惯导系统第j组传感器中光纤陀螺的零位误差；为五轴光纤惯导系统第j组传感器中光纤陀螺在本体坐标系k相对于惯性坐标系i中的角速度在本体坐标系k的x轴向的输出；为五轴光纤惯导系统第j组传感器中光纤陀螺在本体坐标系k相对于惯性坐标系i中的角速度在本体坐标系k的y轴向的输出；为五轴光纤惯导系统第j组传感器中光纤陀螺在本体坐标系k相对于惯性坐标系i中的角速度在本体坐标系k的z轴向的输出；ωa为五轴光纤惯导系统第a组传感器中光纤陀螺输出的实际角速度；ωb为五轴光纤惯导系统第b组传感器中光纤陀螺输出的实际角速度；ωc为五轴光纤惯导系统第c组传感器中光纤陀螺输出的实际角速度；ωd为五轴光纤惯导系统第d组传感器中光纤陀螺输出的实际角速度；ωe为五轴光纤惯导系统第e组传感器中光纤陀螺输出的实际角速度。
19、所述加速度计标定模型的表达式为：
20、
21、fj＝[fa fb fc fd′,j fe]t
22、其中，fj为五轴光纤惯导系统第j组传感器中加速度计输出的实际加速度，kaj为五轴光纤惯导系统第j组传感器中加速度计的标度因数误差，h为五轴光纤惯导系统多组传感器的安装配置矩阵，为五轴光纤惯导系统第j组传感器中加速度计在本体坐标系k相对于惯性坐标系i中的加速度在本体坐标系k的输出；abj为五轴光纤惯导系统第j组传感器中加速度计的零位误差；为五轴光纤惯导系统第j组传感器中加速度计在本体坐标系k相对于惯性坐标系i中的加速度在本体坐标系k的x轴向输出；为五轴光纤惯导系统第j组传感器中加速度计在本体坐标系k相对于惯性坐标系i中的加速度在本体坐标系k的y轴向输出；为五轴光纤惯导系统第j组传感器中加速度计在本体坐标系k相对于惯性坐标系i中的加速度在本体坐标系k的z轴向输出；fa为五轴光纤惯导系统第a组传感器中加速度计实际输出；fb为五轴光纤惯导系统第b组传感器中加速度计实际输出；fc为五轴光纤惯导系统第c组传感器中加速度计实际输出；fd为五轴光纤惯导系统第d组传感器中加速度计实际输出；fe为五轴光纤惯导系统第e组传感器中加速度计实际输出。
23、步骤s3、建立奇偶检测方程；设置光纤陀螺输出阈值，基于所述奇偶检测方程和光纤陀螺输出阈值对光纤陀螺标定模型的零位误差超差的光本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于可观测性最优分配的五轴光纤惯导系统的自标定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自标定方法，其特征在于，所述五轴光纤惯导系统中各组传感器件通过铍铝材料进行安装；
3.根据权利要求1所述的自标定方法，其特征在于，所述光纤陀螺标定模型的表达式为：
4.根据权利要求1所述的自标定方法，其特征在于，所述加速度计标定模型的表达式为：
5.根据权利要求1所述的自标定方法，其特征在于，步骤S3所述对光纤陀螺标定模型的零位误差超差的光纤陀螺进行判断并标定，得到判断后的光纤陀螺标定模型的具体步骤包括：
6.根据权利要求5所述的自标定方法，其特征在于，对零位误差超差的光纤陀螺进行标定的具体步骤包括：
7.根据权利要求1所述的自标定方法，其特征在于，所述奇偶检测方程的表达式为：
8.根据权利要求6所述的自标定方法，其特征在于，所述利用没有零位误差的光纤陀螺对超差光纤陀螺进行自标定的具体步骤包括：
9.根据权利要求1所述的自标定方法，其特征在于，利用最优配置方案一对判断后的光纤陀螺标定
10.根据权利要求9所述的自标定方法，其特征在于，所述得到多个三轴配置方案一和多个三轴配置方案二；
...【技术特征摘要】
1.一种基于可观测性最优分配的五轴光纤惯导系统的自标定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自标定方法，其特征在于，所述五轴光纤惯导系统中各组传感器件通过铍铝材料进行安装；
3.根据权利要求1所述的自标定方法，其特征在于，所述光纤陀螺标定模型的表达式为：
4.根据权利要求1所述的自标定方法，其特征在于，所述加速度计标定模型的表达式为：
5.根据权利要求1所述的自标定方法，其特征在于，步骤s3所述对光纤陀螺标定模型的零位误差超差的光纤陀螺进行判断并标定，得到判断后的光纤陀螺标定模型的具体步骤包括：
6.根据权利要求5所述的自标定方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：田龙杰，杨艳强，周燕，潘雄，李皓阳，庞阳，纪少文，李天琦，刘文钊，程浩，吴嘉薇，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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