专利名称：一种高可靠性惯性方位保持方法
技术领域：
本发明涉及平台式惯性导航系统方位保持方法，具体涉及一种高可靠性惯性方位保持方法。
背景技术：
现有的平台式惯性导航系统主要有三只环体或者两只环体两种结构，无论采用哪种结构式，都要采用3只挠性陀螺、3只加速度计或者2只挠性陀螺、2只加速度计，组成跟踪地理坐标系的平台系统，利用陀螺的进动性，对陀螺进行施距控制，使一只陀螺的旋转轴的轴线始终保持在当地地理坐标系0-ΧοΥοΖο的OXoYo水平面，同时使得该只陀螺的旋转轴的轴线始终指向地理北向，这种系统存在当组成系统的子系统或零部件产生故障后易造成严重事故的可靠性低的缺陷，如果采用两套同样的系统进行并联，又存在成本高、系统庞大的缺陷。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是采用一种高可靠性惯性方位保持系统，以解决可靠性低的问题。为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案一种高可靠性惯性方位保持方法，在该方法中采用惯性方位保持系统，所述惯性方位保持系统包括一个方位环、一个纵摇环、解算器、DA补偿器I、DA补偿器II、水平电机、方位电机、子系统1、子系统II和子系统III ；子系统 1包括一只陀螺I、一只加速度计I和AD采集器I ;子系统II包括一只陀螺II、一只加速度计II和AD采集器II ；子系统III包括角度采集器和固定在载体上的角度传感器组件，角度传感器组件包括旋转变压器、加表传感器和倾角传感器；该方法包括如下步骤步骤一，加速度计I检测陀螺I的加速度信号并输出；步骤二，AD采集器I采集步骤一的输出信号并转化后输出数字信号I到解算器；步骤三，加速度计II检测陀螺II的加速度信号并输出；步骤四，AD采集器II采集步骤三的输出信号并转化后输出数字信号II到解算器；步骤五，旋转变压器检测载体纵轴在水平面的投影与地理子午线之间的旋变读角Vxb并输出，加表传感器检测载体纵轴与纵向水平轴之间的俯仰角Θ并输出，倾角传感器检测载体纵向对称面与纵向铅垂面之间的横滚角Y并输出；步骤六,角度采集器采集步骤三输出的变读角Vxb、俯仰角Θ和横滚角Y的三个角度信号并分别转化，然后将转换后的数字信号III输入解算器；步骤七，解算器根据输入的数字信号I和数字信号III进行解算，然后输出相应的数字信号IV到DA补偿器II ；
步骤八，DA补偿器II根据输入的数字信号IV产生驱动水平电机的电流，水平电机驱动纵摇环旋转，使得陀螺I的旋转轴的轴线始终保持在当地地理坐标系O-X0Y0Z0的OXoYo水平面；步骤九，解算器根据输入的数字信号II和数字信号III进行解算，然后输出相应的数字信号V到DA补偿器I ;步骤十，DA补偿器I根据输入的数字信号V产生驱动方位电机的电流，方位电机驱动方位环旋转，使得陀螺的旋转轴的轴线始终指向地理北向。作为本发明的一种优选方案，上述步骤九中，解算器根据输入的数字信号II和数字信号III按照下式解算方位角Ψ，然后输入与方位角ψ相应的数字信号V到DA补偿器I ￥ = ￥2Xa+￥1Xb且a+b=l式中V1为子系统II单独工作时，解算器采用常规方法解算得到的方位角；F2为子系统III单独工作时，根据数字信号III解算得到的修正计算得到方位角修正公式
权利要求
1.一种高可靠性惯性方位保持方法，在该方法中采用惯性方位保持系统，所述惯性方位保持系统包括一个方位环、一个纵摇环、解算器、DA补偿器1、DA补偿器I1、水平电机、方位电机、子系统1、子系统II和子系统III ； 子系统I包括一只陀螺1、一只加速度计I和AD采集器I ; 子系统II包括一只陀螺I1、一只加速度计II和AD采集器II ； 子系统III包括角度采集器和固定在载体上的角度传感器组件，角度传感器组件包括旋转变压器、加表传感器和倾角传感器； 其特征在于:该方法包括如下步骤: 步骤一，加速度计I检测陀螺I的加速度信号并输出； 步骤二，AD采集器I采集步骤一的输出信号并转化后输出数字信号I到解算器； 步骤三，加速度计II检测陀螺II的加速度信号并输出； 步骤四，AD采集器II采集步骤三的输出信号并转化后输出数字信号II到解算器；步骤五，旋转变压器检测载体纵轴在水平面的投影与地理子午线之间的旋变读角Vxb并输出，加表传感器检测载体纵轴与纵向水平轴之间的俯仰角Θ并输出，倾角传感器检测载体纵向对称面与纵向铅垂面之间的横滚角Y并输出； 步骤六，角度采集器采集步骤三输出的变读角Vxb、俯仰角θ和横滚角Y的三个角度信号并分别转化，然后将转换后的数字信号III输入解算器； 步骤七，解算器根据输入的数字信号I和数字信号III进行解算，然后输出相应的数字信号IV到DA补偿器II ； 步骤八，DA补偿器II根据输入的数字信号IV产生驱动水平电机的电流，水平电机驱动纵摇环旋转，使得陀螺I的旋转轴的轴线始终保持在当地地理坐标系O-XtjYtjZtj的OXoYo水平面； 步骤九，解算器根据输入的数字信号II和数字信号III进行解算，然后输出相应的数字信号V到DA补偿器I ; 步骤十，DA补偿器I根据输入的数字信号V产生驱动方位电机的电流，方位电机驱动方位环旋转，使得陀螺的旋转轴的轴线始终指向地理北向。
2.如权利要求1所述的一种高可靠性惯性方位保持方法，其特征在于:所述步骤九中，解算器根据输入的数字信号II和数字信号III按照下式进行解算得到方位角Ψ，然后输入与方位角Ψ相应的数字信号V到DA补偿器1:Ψ = Ψ2Xa+ ΨXb, 且:a+b=l， 式中: 为子系统II单独工作时，解算器采用常规方法解算得到的方位角； 取2为子系统III单独工作时，根据数字信号III解算得到的修正计算得到方位角修正公式:
3.如权利要求2所述的一种高可靠性惯性方位保持方法，其特征在于:当子系统III单独工作时，a取值为1，b取值为O。
4.如权利要求2所述的一种高可靠性惯性方位保持方法，其特征在于:子系统II单独工作时，a取值为0，b取值为I。
5.如权利要求2所述的一种高可靠性惯性方位保持方法，其特征在于:子系统II和子系统III同时工作时，a取值为0.3 0.7，b取值为0.3 0.7。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的一种高可靠性惯性方位保持方法，其特征在于:所述陀螺I和陀螺II为挠性陀螺。`
全文摘要
本发明提供一种高可靠性惯性方位保持方法，包括步骤一,检测陀螺Ⅰ的加速度信号；步骤二，采集加速度信号并转化后输出到解算器；步骤三，检测旋变读角ψxb、俯仰角θ和横滚角γ三个角度信号；步骤四，采集三个角度信号并转化后输出到解算器；步骤五，解算器根据输入的信号进行解算后输入数字信号到DA补偿器Ⅱ；步骤六，DA补偿器Ⅱ产生驱动水平电机的电流，纵摇环旋转俯仰角；步骤七，解算器根据输入的信号进行解算后输入数字信号到DA补偿器Ⅰ；步骤八，DA补偿器Ⅰ产生驱动方位电机的电流，方位环旋转方位角，使得陀螺的旋转轴的轴线始终指向地理北向。采用该方法及应用该方法的平台系统，可靠性高、成本低和结构紧凑的特点。
文档编号G01C21/18GK103245346SQ201310181170
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月15日 优先权日2013年5月15日
发明者谢箭, 任莎莉, 梁日晏, 段绍锋 申请人:重庆华渝电气仪表总厂