一种惯性测量组合动态导航性能的光学标定系统和方法与流程

技术特征：

1.一种惯性测量组合动态导航性能的光学标定系统，其特征在于包含光学标定装置、信息采集模块、DSP、通信接口和PC机，所述的信息采集模块包括第一信息采集单元、第二信息采集单元和同步模块，第一信息采集单元采集三个角度位移测量组件的位移数据，第二信息采集单元采集待测惯性测量组合(3)的数据，同步模块同时向信息采集模块一和信息采集模块二发送同步采集指令，信息采集模块与DSP相连，DSP通过通信接口与PC机相连；所述的光学标定装置包括水平隔震平台(1)、一维振动台(2)、待测惯性测量组合(3)、第一激光位移传感器(4)和第二激光位移传感器(5)组成的第一角度位移测量组件(13)、第三激光位移传感器(6)和第四激光位移传感器(7)组成的第二角度位移测量组件(14)、第五激光位移传感器(8)和第六激光位移传感器(9)组成的第三角度位移测量组件(15)；一维振动台(2)固定在水平隔震平台(1)表面，三个角度位移测量组件固定在水平隔震平台(1)表面，待测惯性测量组合(3)固定在一维振动台(2)的表面，三个角度位移测量组件布置在待测惯性测量组合(3)的周围用于测量待测惯性测量组合(3)的三维位移、俯仰角、滚转角和偏航角；所述的一维振动台(2)能在Y方向产生一维振动，其表面平行于XY平面；所述的待测惯性测量组合(3)有三个互相正交的平面，其中第一平面(10)平行于XZ平面，第二平面(11)平行于XY平面，第三平面(12)平行于YZ平面。

2.如权利要求1所述的光学标定装置，其特征在于所述的第一激光位移传感器(4)和第二激光位移传感器(5)相互平行并且使得两束激光垂直入射到待测惯性测量组合(3)的第一平面(10)上；第三激光位移传感器(6)和第四激光位移传感器(7)相互平行并且使得两束激光垂直入射到待测惯性测量组合(3)的第二平面(11)上；第五激光位移传感器(8)和第六激光位移传感器(9)相互平行并且使得两束激光垂直入射到待测惯性测量组合(3)的第三平面(12)上。

3.一种如权利要求1所述光学标定系统的光学标定方法，其特征在于，第一角度位移测量组件(13)中第一激光位移传感器(4)和第二激光位移传感器(5)所处的平面平行于XY平面，其间距为L₁，出射的两束激光相互平行，并且在初始状态下垂直于待测物体的第一平面(10)，初始状态下，第一激光位移传感器测量(4)得到的位移为S₁’，第二激光位移传感器(5)测量得到的位移为S₂’，当待测惯性测量组合(3)绕Z轴转动角度时，角度第一激光位移传感器(4)测量得到的位移S₁、第二激光位移传感器(5)测量得到的位移S₂和两激光束之间的距离L₁的关系为通过测量S₁、S₂和已知的L₁，实时测量待测惯性测量组合(3)绕Z轴的运动角度，即偏航角同时可得到待测惯性测量组合(3)沿Y轴的位移

第二角度位移测量组件(14)中第三激光位移传感器(6)和第四激光位移传感器(7)的所处的平面平行于ZY平面，其间距为L₂，出射的两束激光相互平行，并且在初始状态下垂直于待测物体的第二平面(11)，初始状态下，第三激光位移传感器(6)测量得到的位移为S₃’，第四激光位移传感器(7)测量得到的位移为S₄’，当待测惯性测量组合(3)绕X轴转动角度φ时，角度φ、第三激光位移传感器(6)测量得到的位移S₃、第四激光位移传感器(7)测量得到的位移S₄和两激光束之间的距离L₂的关系为通过测量S₃、S₄和已知的L₂，实时测量待测惯性测量组合(3)绕X轴的运动角度，即滚转角φ，同时可得到待测惯性测量组合(3)沿Z轴的位移

第三角度位移测量组件(15)中第五激光位移传感器(8)和第六激光位移传感器(9)的所处的平面平行于ZX平面，其间距为L₃，出射的两束激光相互平行，并且在初始状态下垂直于待测物体的第三平面(12)，初始状态下，第五激光位移传感器(8)测量得到的位移为S₅’，第六激光位移传感器(9)测量得到的位移为S₆’，当待测惯性测量组合(3)绕Y轴转动角度θ时，角度θ、第五激光位移传感器(8)测量得到的位移S₅、第六激光位移传感器(9)测量得到的位移S₆和两激光束之间的距离L₃的关系为通过测量S₅、S₆和已知的L₃，实时测量待测惯性测量组合(3)绕Z轴的运动角度，即偏航角θ，同时可得到待测惯性测量组合(3)沿X轴的位移

第一信息采集单元采集三个角度位移测量组件的位移数据，第二信息采集单元采集待测惯性测量组合(3)的数据，同步模块同时向第一信息采集单元和第二信息采集单元发送同步采集指令，实现6个激光位移传感器信号以及惯性测量组合信号的实时同步采集，并把结果送到PC机，PC机得到三维位移信息L_X，L_Y，L_Z和三维角度信息θ，φ，当一维振动台沿Y轴振动用以测试惯性测量组合的动态导性能时，信息采集模块同步采集惯性测量组合输出的三维位移信息Ix，Iy，Iz和三维角度信息I_θ，I_φ，将两个结果作对比，即可得到惯性测量组合在动态条件下三维角度和三维位移的测量误差为：

即可实现惯性测量组合动态导航性能的标定，即对惯性测量组合的性能做出评价。