1 ;第六组取值：ax= 0、ay= 0、az= 1 ;
[0074] 其中，ax、ay、az分别为惯性稳定平台系统在X、Y、Z轴向视加速度分量。
[0075] 在具体测试中，以上选取的六个位置如图2a~2f所示，具体位置选择为：
[0076] 第一个位置：将惯性稳定平台系统X、Z轴加速度计处于测试点地理坐标系的水平 面内，Y轴加速度计指向天向，并采用调平回路使得惯性稳定平台系统的X、Y、Z轴向视加速 度分莖的取值为：ax= 〇、ay=l、az= 0 ;
[0077] 第二个位置：将惯性稳定平台系统Y、Z轴加速度计处于测试点地理坐标系的水平 面内，X轴加速度计指向天向，并采用调平回路使得惯性稳定平台系统的Χ、Υ、Ζ轴向视加速 度分莖的取值为：ax=l、ay= 0、az= 0 ;
[0078] 第三个位置：将惯性稳定平台系统X、Z轴加速度计处于测试点地理坐标系的水平 面内，Υ轴加速度计指向地方向，并采用调平回路使得惯性稳定平台系统的Χ、Υ、Ζ轴向视加 速度分莖的取值为：ax= 〇、ay= _l、az= 0 ;
[0079] 第四个位置：将惯性稳定平台系统Y、Z轴加速度计处于测试点地理坐标系的水平 面内，X轴加速度计指向地方向，并采用调平回路使得惯性稳定平台系统的x、Y、z轴向视加 速度分莖的取值为：ax= _l、ay= 0、az= 0 ;
[0080] 第五个位置：将惯性稳定平台系统X、Y轴加速度计处于测试点地理坐标系的水平 面内，Ζ轴加速度计指向地方向，并采用调平回路使得惯性稳定平台系统的Χ、Υ、Ζ轴向视加 速度分莖的取值为：ax= 〇、ay= 0、aζ= _1 ;
[0081] 第六个位置：将惯性稳定平台系统X、Υ轴加速度计处于测试点地理坐标系的水平 面内，Ζ轴加速度计指向天向，并采用调平回路使得惯性稳定平台系统的Χ、Υ、Ζ轴向视加速 度分莖的取值为：ax= 〇、ay= 0、az= 1。
[0082] 在以上测试中，为了使稳定平台系统在6个位置上的水平加速度计的视加速度分 量为零，采用了如图3所示的调平回路。该调平回路由敏感环节、控制器和执行环节组成， 当惯性稳定平台系统的加速度计视加速度输入不为零时，从而产生偏差信号，控制器检测 该偏差信号并转换成电信号，在将转换后的电信号反馈至陀螺仪和平台伺服系统组成的执 行环节，使平台台体转动以消除上述偏差信号，最终将加速度计的视加速度输入趋于零，其 特征在于：所述控制器由一阶超前环节和二阶滞后环节组成，控制器的传递函数C(s)为：
[0083]
[0084] 其中，K为控制器的放大倍数，I\、T2为控制器中频段的时间常数，T3为一阶低通滤 波器的时间常数，TlS+l为超前环节的传递函数，^y为滞后环节的传递函数，KVTi。 图4a和4b为该调平回路的开环伯德图；图5为该调平回路单位阶跃响应曲线。
[0085] (2)在步骤（1)确定的每个位置上采集惯性稳定平台系统的X、Y、Z轴加速度计的 输出数据，并分别对所述输出数据求取平均值，得到X轴加速度测量值Αχ、Υ轴加速度测量 值Ay、Z轴加速度测量值4。其中，在i个位置上加速度测量值分别为：ΑΧ⑴、Ay⑴、Az(i)， i= 1 ~6 ;
[0086](3)、将步骤⑴中六个位置上的视加速度分量取值，以及步骤⑵中测量得到的 六个位置上的加速度测量值，代入到惯性稳定平台系统加速度计组合误差数学模型中，计 算所述数学模型中的误差系数.
[0087] 如果采用最小二乘法对误差标定方程组进行求解，计算得到各误差系数的取值， 得到的计算结果如下：
[0103] (4)、将步骤（3)计算得到的误差系数反馈到惯性稳定平台系统加速度计组合误 差补偿模型中，对各加速度计的测量数据进行补偿计算，得到惯性稳定平台系统在X、Y、Z 轴向视加速度分莖ax、ay、az。
[0104] 实际应用中：首先，确定惯性稳定平台系统的X、Y、Z轴方向，并在标定前为加速度 计组合进行充分预热。然后，将平台本体逐次排放为图2a~2f所示的位置，并在第i个位 置时测量经过At秒后三个加速计输出的平均值4(1)、\(1)和4(1)。最后，按照公式逐 个计算出惯性稳定平台系统速度计组合误差模型中所有的误差项系数，从而完成惯性稳定 平台系统加速度计组合误差的标定。
[0105] 实施例1 :
[0106] 在目前的惯性稳定系统中，加速度计组合的误差模型为：
[0107] _ ' _J j_ ' · ·υ.^._J l_
' tii；_J1_ 厶' _
[0108] 各误差项系数的计算公式为：
[0109] X轴的标度因数Kax的计算公式为：
[0110] X轴的零值偏差KQx的计算公式为：
[0111]
[0112] Y轴的标度因数Kay的计算公式为：
[0113] Y轴的零值偏差KQy的计算公式为：
[0114]
[0115] Z轴的标度因数KJ勺计算公式为：
[0116] Z轴的零值偏差KQz的计算公式为：
[0117]
[0118] 如图6所示，以X轴加速度计拟合残差为例，在对加速度计零偏和线性度误差进行 补偿后的6位置拟合残差拟合残差量级为103g;进一步对安装误差角也进行补偿后的拟合 残差平移到〇附近，量级为104g;但是，如果再增加不对称性误差项，拟合残差趋于0。
[0119] 以上所述，仅为本发明一个【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都 应涵盖在本发明的保护范围之内。
[0120] 本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
【主权项】
1. 一种惯性稳定平台系统加速度计组合误差标定和补偿方法，其特征在于包括W下步 骤： (1) 、在静基座条件下，将惯性稳定平台系统的平台台体分别静置在六个相正交的位 置，使得稳定平台系统在六个位置上的X、Y、Z轴向视加速度分量的取值分别为： 第一组取值：Sx= 0、曰y= 1、曰Z=O;第二组取值：曰X= 1、aY= 0、aZ=O; 束二组取值：曰X二0、曰y二-I、曰Z二0 ;束四组取值：曰X二-I、ay二0、曰Z二0 ; 束五组取值：曰X二0、3,二0、3,二-1;束/、组取值：曰X二二0、3,二1; 其中，a,、ay、a,分别为惯性稳定平台系统在X、Y、Z轴向视加速度分量； (2) 、在步骤（1)确定的每个位置上采集惯性稳定平台系统的X、Y、Z轴加速度计的输出 数据，并分别对所述输出数据求取平均值，得到X轴加速度测量值4、Y轴加速度测量值Ay、 Z轴加速度测量值4; (3) 、将步骤（1)中六个位置上的视加速度分量取值，W及步骤（2)中测量得到的六个 位置上的加速度测量值，代入到设定的惯性稳定平台系统加速度计组合误差数学模型中， 计算得到所述数学模型中的误差系数. 所述误差模型数学模型如下：其中，所述误差系数包括：X、Y、Z轴的标度因数K。、、K。,、Kg,;X、Y、Z轴的零值偏差K。、、K。,、Ke,;Y轴相对于X轴的安装误差角Eyy;Z轴相对于X轴的安装误差角Eu;X轴相对于Y 轴的安装误差角Eyy;Z轴相对于Y轴的安装误差角Ey,;X轴相对于Z轴的安装误差角E Y轴相对于Z轴的安装误差角E,y;X、Y、Z轴的标度因数不对称性相对误差5K'。、、5K'。,、 SK'az; (4) 、将步骤（3)计算得到的误差系数反馈到惯性稳定平台系统加速度计组合误差补 偿模型中，对各加速度计的测量数据进行补偿计算，得到惯性稳定平台系统在X、Y、Z轴向 视加速度分量屯、Sy、a,。2. 根据权利要求1所述的一种惯性稳定平台系统加速度计组合误差标定和补偿方法， 其特征在于：在步骤（4)中，惯性稳定平台系统加速度计组合误差补偿模型如下：3. 根据权利要求1所述的一种惯性稳定平台系统加速度计组合误差标定和补偿方法， 其特征在于：在步骤（3)中，将视加速度分量值和加速度测量值，代入到惯性稳定平台系统 加速度计组合误差数学模型中，得到18个方程；采用最小二乘法对所述18个方程进行求 解，计算得到各误差系数的取值，求解结果如下：4.根据权利要求I所述的一种惯性稳定平台系统加速度计组合误差标定和补偿方法， 其特征在于：在步骤（1)中，将惯性稳定平台系统的平台台体分别静置在六个正交的位置， 所述六个正交的位置具体选取为： 第一个位置：将惯性稳定平台系统X、Z轴加速度计处于测试点地理坐标系的水平面 内，Y轴加速度计指向天向； 第二个位置：将惯性稳定平台系统Y、Z轴加速度计处于测试点地理坐标系的水平面 内，X轴加速度计指向天向； 第=个位置：将惯性稳定平台系统X、Z轴加速度计处于测试点地理坐标系的水平面 内，Y轴加速度计指向地方向； 第四个位置：将惯性稳定平台系统Y、Z轴加速度计处于测试点地理坐标系的水平面 内，X轴加速度计指向地方向； 第五个位置：将惯性稳定平台系统X、Y轴加速度计处于测试点地理坐标系的水平面 内，Z轴加速度计指向地方向； 第六个位置：将惯性稳定平台系统X、Y轴加速度计处于测试点地理坐标系的水平面 内，Z轴加速度计指向天向。5.根据权利要求4所述的一种惯性稳定平台系统加速度计组合误差标定和补偿方法， 其特征在于：在每个位置上，采用调平回路使得惯性稳定平台系统在水平方向的加速度分 量取值为O。
【专利摘要】本发明公开了一种惯性稳定平台系统加速度计组合误差标定和补偿方法，在惯性稳定平台系统处于静基座的状态下，平台台体相对于惯性空间实现6个正交位置，通过对加速度计组合的数据进行处理后可标定和分离出15个误差系数，并经过误差补偿后可显著减小拟合残差。相比其他误差系数的标定方法，本发明完成了惯性稳定平台系统三个坐标轴加速度计的误差系数标定和补偿，不仅提高了误差系数的标定精度，而且标定过程简单、所需时间短。
【IPC分类】G01C25/00, G01P21/00, G01P15/18, G01C21/16, G01P15/02
【公开号】CN105371868
【申请号】CN201510779607
【发明人】魏宗康, 赵长山, 周元
【申请人】北京航天控制仪器研究所
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年11月13日