一种抑制深水罗经系统盘旋升降运动时误差发散的方法与流程

文档序号:12265662阅读:434来源:国知局

本发明属于惯性技术领域,具体涉及一种抑制深水罗经系统盘旋升降运动时误差发散的方法。



背景技术:

深水罗经系统可以为水下设备提供位置、速度和姿态等导航信息。一般的,水下设备不能提供位置参考信息,在上升和下潜过程中的多普勒提供的速度信息的可信度不高甚至不可用,所以在这个过程中只能进行纯惯性解算。

原有的分立式标定技术中,会综合正反方向的输出计算一个标度因数值,一方面体现不出标度因数的不对称性,另一方面,这种标定方法受随机噪声影响大,标定精度也和转台的精度有很大的关系。原有的技术还有利用卡尔曼滤波器估计标度因数不对称性的,但是这种技术没有从源头上来解决造成误差大的问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明针对深水罗经盘旋升降运动特性,从器件选型入手,提供了一种抑制深水罗经系统盘旋升降运动时误差发散的方法。

一种抑制深水罗经系统盘旋升降运动时误差发散的方法,包括如下步骤:

1、将待测陀螺仪安装在深水罗经系统上,再将深水罗经系统安装在三轴转台上,测试前先对待测陀螺仪通电预热使其达到热平衡;

2、设置三轴转台为增量模式,控制转台以1°/s的角速度绕Z轴分别正、反转旋转一周,并分别录取陀螺仪输出的数据;再设置三轴转台为定位模式,控制三轴转台不转,录取与正、反转相同长度时间的陀螺仪输出的静态数据;

3、设置三轴转台为增量模式,控制三轴转台以1°/s的角速度绕Z轴分别正、反转旋转两周,并分别录取陀螺仪输出的数据;再设置三轴转台为定位模式,控制三轴转台不转,录取与正、反转相同长度时间的陀螺仪输出的静态数据;

4、设置三轴转台为增量模式,控制三轴转台以1°/s的角速度绕Z轴分别正、反转旋转四周,并分别录取陀螺仪输出的数据;再设置三轴转台为定位模式,控制三轴转台不转,录取与正、反转相同长度时间的陀螺仪输出的静态数据;

5、设置三轴转台为增量模式,控制三轴转台以1°/s的角速度绕Z轴分别正、反转旋转八周,并分别录取陀螺仪输出的数据;再设置三轴转台为定位模式,控制三轴转台不转,录取与正、反转相同长度时间的陀螺仪输出的静态数据;

6、分别设置速度为2°/s,4°/s,8°/s,重复2~5,并录取陀螺仪输出的数据;

7、控制三轴转台绕Y轴旋转,采用步骤2~6的方法,并录取对应的Y轴陀螺仪的数据;

8、控制三轴转台绕X轴旋转,采用步骤2~6的方法,并录取对应的X轴陀螺仪的数据;

9、针对三轴转台绕其中一个坐标轴,以其中一种速度旋转特定圈数时,对陀螺仪输出的数据中正转数据求和,定义为wz;对陀螺输出的数据中反转数据求和,定义为wf;对静态数据求和,定义为wj,得到正反转差值:w=wz-wj+(wf-wj);针对三轴转台绕不同坐标轴,以不同速度旋转不同圈数时数据分别求取正反转差值;

10、选择多个待测陀螺进行步骤1至9的测试,并得到各个陀螺在不同角速度旋转不同周数的正反转差值;旋转周数相同角速度不同时,差值越小表示陀螺仪的对称性越好;旋转角速度相同旋转周数不同时,差值与旋转周数成正比的程度越大表示陀螺仪的线性度越好,综合考虑对称性能和线性度,选择性能最优的陀螺仪,安装在系统的旋转轴上。

本发明具有如下有益效果:

本发明通过对深水罗经系统三个轴系的陀螺仪分别采用不同角速度进行测试,并采集数据,考虑到无论是正转还是反转,地球自转角速度都会耦合到陀螺仪的输出量中,因为要利用陀螺仪的正反转的增量输出相加来考核相应指标,所以需要将耦合进来的地球自转角速度产生相应的增量扣除掉再做相加,得到正反转差值,由此选出差值最小的陀螺仪安装在有旋转运动的轴系,从而可有效抑制深水罗经系统进行盘旋升降运动时误差发散。

具体实施方式

下面对本发明进行详细描述。

步骤1、将待测陀螺安装在深水罗经系统上,至少选择3个待测陀螺仪,分别安装在深水罗经系统的X、Y和Z轴上;再将深水罗经系统安装在三轴转台上,因为陀螺尚未进行温度补偿,刚上电时器件未达到热平衡,测试前先通电充分预热4个小时使其达到热平衡,器件不同预热时间也会有所不同,主要根据上电后达到稳定的时间来确定;

步骤2、设置转台为增量模式,控制转台以1°/s的角速度绕Z轴分别正、反转旋转一周,并分别录取陀螺仪输出的数据;再设置转台为定位模式,控制转台不转,录取与正、反转相同长度时间的陀螺仪输出的静态数据;其中,只有安装在深水罗经系统Z轴上的待测陀螺仪有数据输出,其它两个陀螺仪没有数据输出;

步骤3、设置转台为增量模式,控制转台以1°/s的角速度绕Z轴分别正、反转旋转两周,并分别录取陀螺仪输出的数据;再设置转台为定位模式,控制转台不转,录取与正、反转相同长度时间的陀螺仪输出的静态数据;

步骤4、设置转台为增量模式,控制转台以1°/s的角速度绕Z轴分别正、反转旋转四周,并分别录取陀螺仪输出的数据;再设置转台为定位模式,控制转台不转,录取与正、反转相同长度时间的陀螺仪输出的静态数据;

步骤5、设置转台为增量模式,控制转台以1°/s的角速度绕Z轴分别正、反转旋转八周,并分别录取陀螺仪输出的数据;再设置转台为定位模式,控制转台不转,录取与正、反转相同长度时间的陀螺仪输出的静态数据;

步骤6、分别设置速度为2°/s,4°/s,8°/s,重复2~5,并录取陀螺仪输出的数据;

步骤7、控制转台绕Y轴旋转,采用步骤2~6的方法,并录取对应的Y轴陀螺仪的数据;其中,只有安装在深水罗经系统Y轴上的待测陀螺仪有数据输出,其它两个陀螺仪没有数据输出;

步骤8、控制转台绕X轴旋转,采用步骤2~6的方法,并录取对应的X轴陀螺仪的数据;其中,只有安装在深水罗经系统X轴上的待测陀螺仪有数据输出,其它两个陀螺仪没有数据输出;

步骤9、针对转台绕其中一个坐标轴,以其中一种速度旋转特定圈数时,对陀螺仪输出的数据中正转数据求和,定义为wz,对陀螺输出的数据中反转数据求和,定义为wf,对静态数据求和,定义为wj,得到正反转差值:w=wz-wj+(wf-wj),w反映了该陀螺仪在相应角速度下的对称性的优劣。针对转台绕不同坐标轴,以不同速度旋转不同圈数时数据分别求取正反转差值;

步骤10、步骤1至9步一次循环可以测量三只陀螺,如果待测陀螺数量大于三只,可多次重复进行步骤1至9,最终到各个陀螺在不同角速度旋转不同周数的正反转差值。旋转周数相同角速度不同时,差值较小的说明陀螺仪的对称性较好;旋转角速度相同旋转周数不同时,差值与旋转周数成正比的说明陀螺仪的线性度好,综合以上两点,选择对称性和线性度都比较好的陀螺仪安装在系统的旋转轴上(深水罗经系统绕Z轴进行旋转运动,所以安装在Z轴上)。

综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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