36] 本发明的有益效果是：通过大理石标校避免传统手段在更换頂U后为保证姿态精 度而必须进行繁杂的标校工作，通过方位镜标校实现惯导系统坐标系和水平基面、方位镜 坐标系的统一，方便后续批生产，在系统没有进行惯性导航系统坐标系和舰上用户坐标系 进行统一标定时，根据系统输出的导航原始数据能有效实现惯性导航系统坐标系和水平基 面、方位镜等标校工装的坐标系统一，且保证更换MU后不需要光学的方法进行标定就能 实现导航信息（姿态、航向）能满足指标要求，重复定位精度保证在30秒以内
【附图说明】
[0037] 图1为本发明方法的流程图；
[0038] 图2为本发明大理石标校的示意图；
[0039] 图3为本发明标校软件完成标校界面图；
[0040] 图4为本发明方位镜标校的示意图；
[0041 ]图5为本发明标校软件完成方位镜标校界面图。
【具体实施方式】
[0042] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0043] 参照图1所示，本发明公开了一种单轴调制激光陀螺惯性导航系统多坐标系标 定方法，包括以下步骤：a)、系统上电启动后进入准备阶段，确定頂U安装基面姿态；b)、录 取导航原始数据；c)、标校软件读取原始数据进行姿态转换欧拉角计算；d)、大理石标校完 成；e)、方位镜标校准备；f)、确定惯导水平基面和方位镜法线方向；g)、录取导航原始数 据；h)、标校软件读取原始数据进行姿态转换欧拉角计算；i)、方位镜标校完成。
[0044] (一）大理石标校方案
[0045] 大理石标校的目的是完成頂U坐标系和頂U底部安装基面坐标系的统一标校。通 过大理石标定使不同MU组件在同样的頂U底部安装基面上具有相同的姿态及航向，同时 依靠高精度快速定位系统，使頂U组件具有高精度重复安装精度，从而满足不同頂U组件的 互换性。
[0046] 将IMU通过高精度快速定位系统与其底部安装基面固定后置于刚性六面体内，在 确保大理石平台水平的情况下，再将刚性六面体置于大理石平台台面上，通过结构上的设 计保证頂U底部安装基面与大理石平台台面的平行度。由陀螺经炜仪确定六面体的航向后 就确定了MU底部安装基面的航向以及水平姿态，在录取原始导航原始数据时每隔半小时 将頂U航向变化一次，并且最后半小时应该确保頂U航向和刚开始上电时刻的航向一致。由 标校软件读取原始数据进行导航解算得到頂U姿态角后就可以计算出頂U姿态角与頂U底 部安装基面姿态角之间的偏差角。之后通过姿态转换矩阵实现IMU坐标系和IMU底部安装 基面坐标系的统一，从而完成大理石标校。
[0047] 参照图2所示，在大理石标校之前将頂U通过高精度快速定位系统与其底部安装 基面固连，同时通过差分电子水平仪将大理石平台调水平，保证MU安装基面和大理石平 台台面的平行度，然后通过陀螺经炜仪来确定标校镜的航向HM，至此我们已经确定了頂U安 装基面的姿态：水平姿态为零，航向为HM。通过上位机录取三个半小时导航原始数据，开始 录数时刻确保标校镜法线方向正对着陀螺经炜仪，每半小时将頂U航向变化180度以增强 在对准时Kalman滤波器对航向的观测性，最后半小时应该确保标校镜的法线方向正对着 陀螺经炜仪。
[0048] 待原始数据录取完毕后通过导航仿真软件读取导航原始数据进行导航解算，得到 MU当前姿态角度：纵摇为P:，横摇为&，航向为氏。由于頂U安装基面姿态角已经得到，那 么就可以得到MU当前姿态和頂U安装基面姿态之间的姿态转换欧拉角，具体计算流程如 下：
[0049](1)、计算关于航向第一次转换的欧拉角deltH1:
[0050] deltH^
[0051]
，对导航解算得到MU姿态矩 阵进行一次转换；
[0052](2)、由姿态转换矩阵得到转换后的頂U姿态角：纵摇为Pi，横摇为&，航向为氏。 计算关于纵摇第一次转换的欧拉角deltP1:
[0053] deltP^-P!
[0054]
，对导航解算得到的姿态矩阵 进行一次转换；
[0055](3)、由姿态转换矩阵得到转换后的頂U姿态角：纵摇为P2，横摇为R2，航向为H2。 计算关于横摇第一次转换的欧拉角deltR2:
[0056] deltR2=_R2
[0057]
1对导航解算得到的姿态矩阵 进行一次转换；
[0058](4)、经过以上三次姿态转换后得到頂U三个姿态角为：纵摇为P3，横摇为R3，航向 为H3。令deltH3=Hm_H3、deltP3=-P3、deltR3=-R3,若deltH3、deltP3、deltR3的绝对值 均小于0.003度，那么表示大理石标校成功，否则重复进行（1)、（2)、（3)中的操作，直到满 足条件停止标校。
[0059] 大理石标校成功后表明頂U坐标系与頂U安装基面坐标系实现了统一，能有效避 免传统标校手段在更换MU后带来的繁杂标校工作。将上述每次重复进行（1)、（2)、（3)时 得到的航向、纵摇、横摇姿态转换欧拉角进行累加就得到了该套頂U组件的装订参量，并存 入Flash内。每次更换頂U时将頂U通过高精度快速定位系统与其底部安装基面固连后只 需读取该装订参量，自动对惯性器件测量数据进行换算，确保MU组件在安装在标定工装 上的输出一致性。标校软件完成标校界面如图3所示。
[0060] 在进行大理石标校时需要录取最少三个半小时导航原始数据，为增强Kalman滤 波器对航向的可观测性，在这期间要每半小时将MU航向变化180度，并且确保最后半小时 IMU的航向和刚开始录数时的航向一致。
[0061] 由图2可以看出完成标校后頂U姿态角度和大理石标校目标角度已经满足（4)中 条件，表明标校成功。
[0062] (二）方位镜标校
[0063] 方位镜标校的目的是实现惯导系统坐标系和方位镜、水平安装基面坐标系的统 〇
[0064] 在完成大理石标校后将頂U通过高精度快速定位系统安装到惯导系统中的底部 安装基面（水平基面）上，将惯导系统用千斤顶撑起后由差分电子水平仪将惯性装置水平 基面调水平，然后由陀螺经炜仪确定出安装于惯性装置上的方位镜航向。由标校软件读取 原始数据进行导航解算得到MU姿态角后就可以计算出頂U姿态与水平基面、方位镜航向 之间的偏差角。之后通过姿态转换矩阵完成镜子标校。
[0065] 方位镜标校示意图如图4所示。在方位镜标校之前应将惯导系统水平基面通过差 分电子水平仪以及千斤顶进行调平，在进行调平后通过陀螺经炜仪确定被安装于惯导系统 上的方位镜法线与真北的夹角Hf，之后由上位机录取不少于7个小时的惯导系统导航原始 数据。原始数据录取完毕后通过导航仿真软件读取导航原始数据进行导航解算，得到MU 在调制转台测角为零时刻的姿态：纵摇为PINS，横摇为RINS，航向为HINS，由于惯导系统水平基 面姿态角以及方位镜法线与真北的夹角均已知道，那么就可以得到惯导系统姿态和惯导系 统水平基面姿态角、方位镜之间的姿态转换欧拉角，计算过程如下：
[0066] (1)、计算关于航向第一次转换的欧拉角deltH1:
[0067] deltH^Hf~HINS
[0068]
，对导航解算得到的姿态矩阵 进行一次转换；
[0069] (2)、由姿态转换矩阵得到转换后的頂U姿态角：纵摇为Pi，横摇为札，航向为氏。 计算关于纵摇第一次转换的欧拉角deltP1:
[0070] deltP^-P!
[0071]
，对导航解算得到的姿态矩阵 进行一次转换；
[0072] (3)、由姿态转换矩阵得到转换后的頂U姿态角：纵摇为P2，横摇为R2，航向为H2。 计算关于横摇第一次转换的欧拉