一种三轴斜置构型惯性测量装置参数标定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种惯性测量装置参数标定方法，特别是一种H轴斜置构型惯性测量 装置参数标定方法，适用于惯性测量装置参数的高精度标定，属于惯性测量技术领域。
【背景技术】
[0002] 惯性测量装置参数标定是在准确已知输入量的条件下测试惯性测量装置的输出， 并通过相关的计算处理后确定模型中各参数具体数值。针对H轴斜置构型惯性测量装置参 数标定，通常将惯测装置放置于斜置六面体工装中使惯性测量装置仪表坐标系与工装坐标 系近似重合，即相当于利用斜置六面体工装将斜置构型惯性测量装置转变为传统的H轴正 交惯性测量装置，再利用已知的位置、角度、速率输入信息建立方程求解惯性测量装置加速 度通道和巧螺仪的参数。
[0003] 该参数标定方法依赖于斜置六面体工装中斜面的机械加工精度，传统的正交惯性 测量装置标定参数求解时按照仪表的输入输出模型进行参数直接计算，存在标定参数禪合 的缺陷，无法实现高精度的惯性测量装置参数标定。
【发明内容】
[0004] 本发明的技术解决问题是；克服现有H轴斜置构型惯性测量装置标定方法中对斜 置六面体工装机械加工精度依赖性比较高的不足，提出了一种H轴斜置构型惯性测量装置 参数标定方法，考虑了参数禪合因素的影响，利用最小二乘估计实现了 H轴斜置构型惯性 测量装置的参数标定，标定方法简单，最大程度上满足了 H轴斜置构型惯性测量装置参数 标定的需求。
[0005] 本发明的技术解决方案是；一种H轴斜置构型惯性测量装置参数标定方法，步骤 如下：
[0006] (1)将H轴斜置构型惯性测量装置放置于六面体工装内，令惯性测量装置仪表坐 标系为0-XYZ，六面体工装坐标系为0-xyz ;
[0007] (2)建立惯性测量装置H轴向加速度测量通道输出的数学模型和H轴向巧螺仪输 出的数学模型；
[0008] (3)六面体工装进行六位置翻转，分别测量六个位置时惯性测量装置的H轴加速 度输出，每个位置由0-xyz坐标系X轴、y轴和Z轴指向确定，
[0009] (4)利用步骤（3)中测量得到的六个位置惯性测量装置的H轴加速度输出，计算 惯性测量装置加速度通道的在0-XYZ坐标系中的H轴系数矩阵；
[0010] 巧）利用步骤（4)中获得的惯性测量装置加速度通道的在0-XYZ坐标系中的立轴 系数矩阵获得惯性测量装置加速度通道的系数矩阵；
[0011] 化)〇-xyz坐标系H轴正方向分别与转台的轴向重合，并分别正向旋转和反向旋转 H个角速率点，分别测量每个角速率点时惯性测量装置的H轴巧螺仪输出；
[001引 （7)利用步骤做得到的每个角速率点时惯性测量装置的S轴巧螺仪输出，计算 惯性测量装置巧螺仪的H轴系数矩阵；
[0013] (8)利用步骤（5)和步骤（7)中得到的惯性测量装置加速度通道的系数矩阵和惯 性测量装置巧螺仪的H轴系数矩阵对H轴斜置构型惯性测量装置进行参数标定。
[0014] 所述步骤（2)中惯性测量装置H轴向加速度测量通道输出的数学模型为：
[00 巧]Ax= A x〇+KxA+KxA+Kxzaz+ e X
[001 引 Ay= A yo+K 口 ax+KyA+KyzSz+ey
[0017] Az= A z〇+Kzxax+Kzyay+Kzzaz+ e z
[0018] 其中，Ai，I = X，Y，Z为惯性测量装置测量通道沿0-XYZ坐标系I，I = X，Y，Z轴方 向上的加速度输出量啡，i = X，y，z为惯性测量装置测量通道沿o-xyz坐标系i，i = X，y，z 轴上的加速度输入量；Ky是惯性测量装置测量通道沿o-xyz坐标系j, j = X，y, z轴上的加 速度输入量禪合到惯性测量装置测量通道沿o-xyz坐标系i，i = X，y，z轴上的加速度输入 量的比例系数；e i, i = X，y, Z为沿i, i = X，y, Z轴的随机误差；Ai。，I = t Y, Z为输入量为 0时，惯性测量装置测量通道沿0-XYZ坐标系I，I = X，Y，Z轴方向上的加速度输出量；
[0019] 所述H轴向巧螺仪输出的数学模型为：
[0020] Fx=Fx〇+K' uWx+K' "Wy+K' xzWz+E' X
[0021] Fy=Fy〇+K' yxWx+K' yyWy+K' yzWz+e' y
[0022] Fz=Fz〇+K' zxWjj+K' zyWy+K' zz"z+ E ' z
[0023] 其中，F。I = t Y，Z为H轴向巧螺仪沿0-XYZ坐标系I，I = t Y，Z轴方向上的巧 螺仪输出量；《。i = X，y，z为惯性测量装置测量通道沿o-xyz坐标系i，i = X，y，z轴上角 速度输入量；K' ij是惯性测量装置测量通道沿o-xyz坐标系j, j = X，y, z轴上的加速度 输入量禪合到惯性测量装置测量通道沿o-xyz坐标系i，i = X，y，z轴上的加速度输入量的 比例系数；e ' i, i = X，y, Z为沿i, i = X，y, Z轴的随机误差；Fi。，I = )(，Y, Z为输入量为0 时，惯性测量装置测量通道沿0-XYZ坐标系I，I = X，Y，Z轴方向上的加速度输出量；
[0024] 所述惯性测量装置为捷联惯性测量装置。
[002引所述步骤做中六位置时X轴、y轴和Z轴指向分别选取"东地北"、"西北地"、"南 东天"、"北天东"、"天西南"、"地南西";所述东、南、西、北、天和地均根据地理坐标系确定。
[0026] 所述步骤（3)中六面体工装进行翻转的位置点为6?12个。
[0027] 所述步骤（4)中惯性测量装置加速度通道的在0-XYZ坐标系中X轴系数矩阵具体 由公式：
[0028] Kx= MT(MMVAx
[0029] 给出，其中M由公式：
[0030]
【主权项】
1. 一种三轴斜置构型惯性测量装置参数标定方法，其特征在于步骤如下： (1) 将三轴斜置构型惯性测量装置放置于六面体工装内，令惯性测量装置仪表坐标系 为0-XYZ，六面体工装坐标系为o-xyz; (2) 建立惯性测量装置三轴向加速度测量通道输出的数学模型和三轴向陀螺仪输出的 数学模型； (3) 六面体工装进行六位置翻转，分别测量六个位置时惯性测量装置的三轴加速度输 出，每个位置由o-xyz坐标系x轴、y轴和z轴指向确定， (4) 利用步骤（3)中测量得到的六个位置惯性测量装置的三轴加速度输出，计算惯性 测量装置加速度通道的在0-XYZ坐标系中的三轴系数矩阵； (5) 利用步骤（4)中获得的惯性测量装置加速度通道的在0-XYZ坐标系中的三轴