可判别出温度分段点为τ1+1，该温度分段点的索引值i +1也即所对应的陀螺零位Fi+1的索引值；
[0105] 循环进行上述过程，直到比较完所有的类别号IdX1_IdX5,得到所有温度分段点 Tff，设得到的温度分段点个数为p，则温度分段点组成的数组可以表示为Tff=[Tffl， Tff2,. . .，Tffp]，与温度分段点对应的陀螺零位为Ff=[Ffl，F f2,. . .，Ffq];
[0106] (4)由于建模曲线要求分为N段，因此需要有N-1个温度分段点，由此将得到的温度 分段点进行组合，从第一个分段点Tm开始，到最后一个分段点Tffp为止，遍历后得到所有的 温度分段点组合T g，遍历所有的温度分段点组合Tg，对应得到所有的陀螺零位组合Fg;
[0107] (5)将(4)中得到的每一种组合进行一阶拟合，计算出拟合后的温度系数；
[0108] (6)利用计算出的每种组合的温度系数及温度点进行计算，即可得到拟合零位，将 得到的拟合值与原始值按照建模要求计算残差Dif;
[0109] (7)求取最小残差minDif，判断最小残差是否满足要求，若满足，则该最小残差所 对应的该组温度分段点为符合条件的最佳温度分段点，进入步骤(9);若不满足要求，则当 前分段数目不达标，进入步骤(8);
[0110] (8)N的值加1，判断N是否大于5,若不大于，则进入步骤(3)，在新的分段数目下寻 找符合条件的最佳温度分段点，否则，判定没有符合要求的温度分段点，结束；
[0111] (9)利用（7)中得到的符合条件的最佳温度分段点及其所对应的陀螺零位进行一 阶拟合，得到的温度系数即为最佳的光纤惯组陀螺仪零位温度模型系数。
[0112] 得到温度模型系数后，将其烧写进光纤惯组中，实现对光纤惯组全温范围内的标 度因数与零位的补偿，修正光纤惯组标度因数与零位随温度变化产生的误差，保证光纤惯 组在全温范围内的稳定、可靠输出。
[0113] 本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
【主权项】
1. 一种基于κ均值聚类的光纤惯组溫度模型系数确定方法，其中光纤惯组的标度因数 或零位与溫度的关系曲线的分段数目事先给定，其特征在于包括W下步骤： (1) 为光纤惯组通电，采集光纤惯组加速度计和巧螺仪的输出W及溫度，通过加速度计 和巧螺仪的输出计算得到光纤惯组的标度因数和零位，根据光纤惯组的标度因数及溫度关 系建立光纤惯组标度因数溫度模型，根据零位及溫度关系建立光纤惯组零位溫度模型，得 到光纤惯组的标度因数与溫度的关系曲线W及零位与溫度的关系曲线； (2) 在光纤惯组的标度因数或零位与溫度的关系曲线中，计算相邻两个溫度点所确定 的直线的斜率，并将得到的斜率按直线在关系曲线中的顺序进行编号； (3) 利用Κ均值聚类算法，对步骤(2)得到的斜率按照给定的分段数目进行聚类计算，得 到每个斜率的类别号，根据每个斜率的类别号和编号，得到可能的溫度分段点，所述可能的 溫度分段点构成溫度分段点数组； (4) 根据得到的溫度分段点数组和给定的分段数目，遍历各种分段情况，得到对应每种 分段下的标度因数或零位组合Dg，其中每种分段情况对应一种溫度分段点组合； (5) 将每种分段下的标度因数或零位组合与对应的溫度分段点进行一阶拟合，计算得 到每种分段下光纤惯组标度因数溫度模型或零位溫度模型系数； (6) 利用每种分段下光纤惯组标度因数溫度模型或零位溫度模型系数及溫度点计算得 到每种分段下的拟合值，进而得到每种分段下的拟合值与原始值的残差Dif; (7) 根据步骤(6)得到的残差求取最小残差minDif，最小残差所对应的该组溫度分段点 即为最佳溫度分段点组合，利用该组溫度分段点及其所对应的标度因数或零位进行一阶拟 合，得到的溫度系数即为最佳的光纤惯组标度因数溫度模型或零位溫度模型系数。2. -种基于K均值聚类的光纤惯组溫度模型系数确定方法，其中光纤惯组的标度因数 或零位与溫度的关系曲线的分段数目不确定，其特征在于包括W下步骤： (1) 为光纤惯组通电，采集光纤惯组加速度计和巧螺仪的输出W及溫度，通过加速度计 和巧螺仪的输出计算得到光纤惯组的标度因数和零位，根据光纤惯组的标度因数及溫度关 系建立光纤惯组标度因数溫度模型，根据零位及溫度关系建立光纤惯组零位溫度模型，得 到光纤惯组的标度因数或零位与溫度的关系曲线； (2) 在光纤惯组的标度因数或零位与溫度的关系曲线中，计算相邻两个溫度点所确定 的直线的斜率，并将得到的斜率按直线在关系曲线中的顺序进行编号； (3) 利用K均值聚类算法，对步骤(2)得到的斜率按照分段数目N进行聚类计算，得到每 个斜率的类别号，根据每个斜率的类别号和编号得到可能的溫度分段点，所述可能的溫度 分段点构成溫度分段点数组;所述N的初值为1，进入步骤(4); (4) 根据步骤(3)得到的溫度分段点数组，遍历分段数目为N时的各种分段情况，得到每 种分段下的标度因数或零位组合Dg，进入步骤(5)，其中每种分段情况对应一种溫度分段点 组合； (5) 将每种分段下的标度因数或零位组合与对应的溫度分段点进行一阶拟合，计算得 到每种分段下光纤惯组标度因数溫度模型或零位溫度模型系数，进入步骤(6); (6) 利用每种分段下光纤惯组标度因数溫度模型或零位溫度模型系数及溫度点计算得 到每种分段下的拟合值，进而得到每种分段下的拟合值与原始值的残差Dif，进入步骤(7); (7) 根据步骤(6)得到的残差求取最小残差minDif，判断最小残差是否满足要求，若满 足，则该最小残差所对应的该组溫度分段点为符合条件的最佳溫度分段点，进入步骤(9); 若不满足要求，则当前分段数目不达标，进入步骤(8); (8) N的值加1，判断N是否大于M-1，M为溫度点个数，若不大于，则进入步骤(3)，在新的 分段数目下寻找符合条件的最佳溫度分段点，否则，判定没有符合要求的溫度分段点，结 束； (9) 利用步骤(7)中得到的最佳溫度分段点及其所对应的标度因数或零位进行一阶拟 合，得到的溫度系数即为最佳的光纤惯组标度因数溫度模型或零位溫度模型系数。3. 根据权利要求1或2所述的一种基于K均值聚类的光纤惯组溫度模型系数确定方法， 其特征在于:所述步骤(2)中计算相邻两个溫度点所确定的直线斜率的实现方法为： 若每个溫度点下只对应一个输出值，贝U其中Ki为第i个溫度点和第i+1个溫度点所确定直线的斜率，D功第i个溫度点所对应的 零位或标度因数，Di+i为第i + 1个溫度点所对应的零位或标度因数，Τι为第i个溫度点的溫 度，Ti+功第i+1个溫度点的溫度； 若每个溫度点下对应一组输出值，则所述步骤(2)中计算相邻两个溫度点所确定的直 线斜率的实现方法为:采用一阶拟合的方式计算相邻两个溫度点所确定的直线斜率，即将 相邻两个溫度点与其对应的一组输出进行一阶拟合，拟合出的一次项系数即为所求直线的 斜率。4. 根据权利要求1或2所述的一种基于K均值聚类的光纤惯组溫度模型系数确定方法， 其特征在于:所述步骤(3)根据每个斜率的类别号和编号得到分段点数组的实现方式为： (4.1) 判断编号相邻的两条直线斜率的类别号是否相同，若相同，则运两条直线间无分 段点;若不同，则运两条直线共有的端点为一个溫度分段点； (4.2) 重复步骤(4.1)，直到完成所有相邻直线斜率的类别号比较，得到的所有溫度分 段点构成溫度分段点数组。
【专利摘要】本发明公开了一种基于K均值聚类的光纤惯组温度模型系数确定方法。针对光纤惯组温度模型系数一阶分段的情况，若分段数目确定，①首先根据相邻温度点确定的直线得到其斜率，②采用K均值聚类算法对所得斜率进行分类并确定其类别号，③根据类别号及分段数目得到全部的分段点组合，④通过拟合后的残差确定最佳分段点；若分段数目不确定，则分段数目按由1至最大可能数的顺序，采用上述①～④方法计算每种分段数目下的最佳分段点，直至满足残差要求后则不再进行后续计算。最后依据得到的最佳分段点拟合光纤惯组的温度模型系数。该方法采用K均值聚类算法自动查找最佳分段点，克服了手动分段的随机误差与重复操作，有效提高了产品温度模型系数的计算效率及其可靠性。
【IPC分类】G01C25/00
【公开号】CN105547325
【申请号】CN201510897956
【发明人】王 华, 陶钧, 孙祥龙, 陈晓双, 刘浩, 高祖昊, 霍俊明, 李京伟, 赵凤姣, 田宇
【申请人】北京航天时代光电科技有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月8日