一种惯性导航系统误差标定方法与流程

专利2026-05-09  14


本发明属于精密调试,具体涉及一种惯性导航系统误差标定方法。


背景技术:

1、根据惯性技术发展趋势,标定技术是惯导误差补偿的一种重要手段,是其生产过程中的重要环节,也是补偿产品性能的关键步骤,选取合适的标定误差方法,对提高产品精度,满足应用要求意义重大。

2、目前已有的12位置标定、24位置标定等标定方法存在标定时间长,人员操作复杂等缺点,随着产品需求的大幅增加,采用已有标定方法难以满足产品生产的要求。


技术实现思路

1、为解决现有技术存在的问题,本发明提出一种惯性导航系统误差标定方法,通过三轴位置速率转台标定试验,其中加速度计采用9位置标定,陀螺仪通过7位置标定,得到陀螺、加速度计的标度因数、零位、敏感轴失准角等参数,最终使得产品的性能全面满足技术规范规定的指标要求。

2、本发明的技术方案为:

3、一种惯性导航系统误差标定方法,包括以下步骤:

4、步骤1:将导航系统通过夹具安装固紧在调平的三轴转台上,导航系统的x、y、z轴向分别对应东北天三个方向;

5、步骤2:将导航系统上电,系统正常工作后,进入加速度计标定模式,设置相应参数后,按照下表中的序号,依次控制转台,使导航系统的x、y、z轴向分别对应每个序号中的绝对位置指向,并进行设定时长的数据采集;得到全部9个位置的采集数据后,利用采集数据计算加速度计的零位、标度因数和敏感轴失准角;

6、

7、

8、步骤3:进入陀螺仪速率标定模式,设置相应参数后,按照下表中的序号,依次控制转台,使导航系统的x、y、z轴向分别对应每个序号中的绝对位置指向,并进行设定时长的数据采集;得到全部7个位置的采集数据后,利用采集数据计算陀螺仪的零位、刻度因子和敏感轴失准角;

9、

10、

11、步骤4:将步骤2和步骤3解算得到的加速度计的零位、标度因数和敏感轴失准角,以及陀螺仪的零位、刻度因子和敏感轴失准角,输入导航系统,并对导航系统进行正常的关机断电;

12、步骤5:将导航系统安装在三轴转台上并处于工作位置,按正常通电顺序对导航系统加电,待进入导航模式后,进行系统验证,若精度满足要求,则标明导航系统产品合格。

13、进一步的,步骤2中,加速度计标定模式下,设置参数包括采集串口、波特率、纬度、高度信息,以及单一位置采集时长信息。

14、进一步的,步骤2中,加速度计标定模式下,单一位置采集时长为60s。

15、进一步的,步骤3中,陀螺仪速率标定模式下,设置参数包括采集串口、波特率、纬度、高度信息,单一位置采集时长信息,以及角速率信息和增量角信息。

16、进一步的,步骤3中,陀螺仪速率标定模式下,单一位置采集时长为74s;角速率为5度每秒,增量角为360度。

17、进一步的,步骤5中,系统验证过程为:导航系统加电进行导航模式后,在航向、俯仰和横滚三个方向分别进行30°的位置转动,要求测量精度在±0.05°以内;将导航系统在某一初始位置对准后,将转台外框转动180°,使导航系统初始位置与转动后航向相差180°,然后进行1小时的纯惯性导航,要求精度满足要求。

18、有益效果

19、本发明主要有以下优点:1、标定过程简便,操作简单;2、相比于12位置、24位置标定方法,标定时间大幅缩短,且精度变化不大,工作效率明显提升;3、通过此方法进行标定的产品,精度能满足产品设计要求。

20、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。



技术特征:

1.一种惯性导航系统误差标定方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述一种惯性导航系统误差标定方法,其特征在于:步骤2中,加速度计标定模式下,设置参数包括采集串口、波特率、纬度、高度信息,以及单一位置采集时长信息。

3.根据权利要求2所述一种惯性导航系统误差标定方法,其特征在于:步骤2中,加速度计标定模式下,单一位置采集时长为60s。

4.根据权利要求1所述一种惯性导航系统误差标定方法,其特征在于:步骤3中,陀螺仪速率标定模式下,设置参数包括采集串口、波特率、纬度、高度信息,单一位置采集时长信息,以及角速率信息和增量角信息。

5.根据权利要求4所述一种惯性导航系统误差标定方法,其特征在于:步骤3中,陀螺仪速率标定模式下,单一位置采集时长为74s;角速率为5度每秒,增量角为360度。

6.根据权利要求1所述一种惯性导航系统误差标定方法,其特征在于:步骤5中,系统验证过程为:导航系统加电进行导航模式后,在航向、俯仰和横滚三个方向分别进行30°的位置转动,要求测量精度在±0.05°以内;将导航系统在某一初始位置对准后,将转台外框转动180°,使导航系统初始位置与转动后航向相差180°,然后进行1小时的纯惯性导航,要求精度满足要求。


技术总结
本发明提出一种惯性导航系统误差标定方法,通过三轴位置速率转台标定试验,得到陀螺、加速度计的标度因数、零位、敏感轴失准角等参数,最终使得产品的性能全面满足技术规范规定的指标要求。按照本标定方法进行导航系统进行标定,标定过程简便,操作简单;相比于12位置、24位置标定方法,标定时间大幅缩短,且精度变化不大,工作效率明显提升;通过此方法进行标定的产品,精度能满足产品设计要求。

技术研发人员:徐亮,付坤,宋思波,吉时雨,范思敏,雷鹏源
受保护的技术使用者:陕西华燕航空仪表有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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