專利名稱：一種船用慣導(dǎo)沖擊隔離器復(fù)位精度檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于船用慣性導(dǎo)航設(shè)備抗沖擊精度評定技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及高精度船用慣導(dǎo)系統(tǒng)、光學(xué)經(jīng)緯儀、沖擊機、平面鏡等測試、檢測設(shè)備，適用于對沖擊隔離器復(fù)位精度的評定。
背景技術(shù)：
船用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)具有一次執(zhí)行任務(wù)工作時間長(一次出航執(zhí)行任務(wù)30天左右，慣導(dǎo)重調(diào)周期可達14天)、測量精度高的特點，近年來通過旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)使得船用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)精度有顯著提升。鑒于船用慣導(dǎo)的使用環(huán)境特點，要求其在受到強沖擊后仍然能夠輸出滿足精度要求的導(dǎo)航參數(shù)，其中慣導(dǎo)姿態(tài)精度性能尤為重要，而沖擊隔離器的性能很 大程度上決定了慣導(dǎo)輸出的姿態(tài)精度性能，所以對船用慣導(dǎo)沖擊隔離器的復(fù)位精度進行檢測十分重要。船用慣導(dǎo)沖擊隔離器的復(fù)位精度檢測是一個難點。目前，一般通過兩種途徑對沖擊隔離器沖擊后的復(fù)位精度進行檢測，一種是利用電子水平儀檢測沖擊隔離器沖擊前后的水平復(fù)位精度，另外，就是通過光管測量沖擊隔離器的復(fù)位精度。由于電子水平儀僅能測量慣導(dǎo)沖擊隔離器沖擊前后的水平姿態(tài)復(fù)位精度，無法測量沖擊隔離器方位角復(fù)位精度；而采用光管測量復(fù)位精度的方法需要通過附屬設(shè)備調(diào)整光管的高低，測量精度大大受到影響并且不能測量隔離器水平姿態(tài)的復(fù)位精度。本專利提出的基于經(jīng)緯儀與平面鏡的沖擊隔離器復(fù)位精度評定方法克服了上述不足，特別適用于對船用慣導(dǎo)沖擊隔離器復(fù)位精度進行檢測，并且結(jié)合GPS等精確位置測量設(shè)備，還可實現(xiàn)對船用慣導(dǎo)抗沖擊性能的評價，具有其他方法無法比擬的優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有船用慣導(dǎo)系統(tǒng)沖擊隔離器復(fù)位精度測量方法不健全，提供ー種簡單適用、精度較高的沖擊隔離器復(fù)位精度評定方法。通過利用光學(xué)經(jīng)緯儀、沖擊機、平面鏡等測試、檢測設(shè)備就可以完成船用慣導(dǎo)系統(tǒng)沖擊隔離器復(fù)位精度的評定。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是針對船用慣導(dǎo)系統(tǒng)沖擊隔離器復(fù)位精度評定要求，利用沖擊機提供沖擊環(huán)境，采用光學(xué)方式測量沖擊隔離器上安裝的平面鏡在沖擊前后的角位置關(guān)系，從而檢測出沖擊隔離器的復(fù)位精度。具體的船用慣導(dǎo)沖擊隔離器復(fù)位精度檢測方法，包括以下步驟(I)將平面鏡安裝到慣性裝置的沖擊隔離器上下表面的艏向和側(cè)向，盡可能牢固，避免沖擊過程中脫落；(2)選取相對震動較小、利于經(jīng)緯儀觀測的試驗場地，測量4個平面鏡之間的相對角位置關(guān)系(見圖2)。其中Pitch10 :平面鏡I的高低角初始值，亦即沖擊隔離器上端的縱搖初始值。Pitch20 :平面鏡2的高低角初始值，亦即沖擊隔離器下端的縱搖初始值。
roll30 :平面鏡3的高低角初始值，亦即沖擊隔離器上端的橫搖初始值。roll40 :平面鏡4的高低角初始值，亦即沖擊隔離器下端的橫搖初始值。Ahead。= alpha。-betaQ-180,即沖擊前平面鏡 I 和 2 的方位偏差，alpha。、beta。為沖擊前兩臺經(jīng)緯儀轉(zhuǎn)過的角度。(3)對慣性裝置(含沖擊隔離器)進行沖擊試驗；(4)沖擊完成后，將慣性裝置重新放置到步驟(2)的試驗場地，按照步驟(2)再次對沖擊隔離器上安裝的4個平面鏡的相對角位置關(guān)系進行測量。其中Pitch11 :沖擊后平面鏡I的高低角，亦即沖擊后沖擊隔離器上端的縱搖值。Pitch21 :沖擊后平面鏡2的高低角，亦即沖擊后沖擊隔離器下端的縱搖值。
roll31 :沖擊后平面鏡3的高低角，亦即沖擊后沖擊隔離器上端的橫搖值。roll41 :沖擊后平面鏡4的高低角，亦即沖擊后沖擊隔離器下端的橫搖值。Ahead1 = alphafbetaflSO。，即沖擊后平面鏡 I 和 2 的方位偏差，Blphapbeta1為沖擊后兩臺經(jīng)緯儀轉(zhuǎn)過的角度。(5)計算得到?jīng)_擊隔離器的復(fù)位精度Apitch1 = pitchn-pitch1(l,沖擊前后沖擊_離器上端縱搖變化值。Apitch2 = pitch21_pitch2(l,沖擊前后沖擊_離器下端縱搖變化值。Aroll3 = roll31-roll3(l，沖擊前后沖擊隔離器上端橫搖變化值。Aroll4 = roll41-roll4(l，沖擊前后沖擊隔離器下端橫搖變化值。為了得到?jīng)_擊前后隔離器上下端的姿態(tài)角和方位角的相對變化量，將上下端相應(yīng)變量再進行相減，得到?jīng)_擊隔離器的復(fù)位精度Apitch= Apitch2-Apitch1Δ roll = Aroll4-Aroll3Δ head = Δ headf Δ head0其中，Apitch, Aroll、Δhead即為沖擊隔離器的復(fù)位精度。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于能夠測量出沖擊隔離器方位和水平姿態(tài)的復(fù)位精度，測量不確定度小，室內(nèi)全天候長期穩(wěn)定運行，能同時評定多套慣導(dǎo)，提升效率、降低成本。具體表現(xiàn)在以下兩點(I)采用經(jīng)緯儀測量沖擊前后隔離器的復(fù)位精度均方根誤差在3"左右，其測量不確定度符合計量校準規(guī)范。(2)在檢測沖擊隔離器復(fù)位精度時，僅用到平面鏡、經(jīng)緯儀等光學(xué)設(shè)備，測試原理簡單、操作方便，具有較好的可操作性。


圖I慣導(dǎo)平面鏡安裝示意圖；圖2水平角測量示意圖；圖3方位角測量示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明以船用慣導(dǎo)、經(jīng)緯儀、平面鏡為測量裝置，輕型或中型沖擊機為船用慣導(dǎo)物理安裝平臺，穩(wěn)固平板為測試平臺。
具體實施方式
如下(I)將慣性平臺放置在距離地面一定高度的穩(wěn)固平板上，并在慣性平臺隔離器上、下端艏向和側(cè)向安裝四個小平面鏡。其中，兩個平面鏡在慣導(dǎo)的艏向、兩個平面鏡在慣導(dǎo)的側(cè)向。(2)架設(shè)一臺經(jīng)緯儀，分別測量四個平面鏡的水平角，記錄作為沖擊前沖擊隔離器的角位置關(guān)系；(3)架設(shè)兩臺經(jīng)緯儀，其中經(jīng)緯儀I瞄準平面鏡1，經(jīng)緯儀2瞄準平面鏡2，然后兩臺經(jīng)緯儀互瞄，記錄下兩臺經(jīng)緯儀轉(zhuǎn)過的角度，作為沖擊前沖擊隔離器上下面的方位角位置關(guān)系；(4)將慣性平臺安裝到?jīng)_擊機上，按照相關(guān)標準進行沖擊試驗，一般慣導(dǎo)通電狀態(tài)從三個方向各進行三次沖擊試驗； (5)將完成沖擊后的慣性平臺重新放到平板上，再次利用步驟2和步驟3測試四個平面鏡的水平角和平面鏡1、2的方位偏差。(6)計算沖擊隔離器沖擊前后的復(fù)位精度。上述步驟(I) (6)步驟，是船用慣導(dǎo)沖擊隔離器復(fù)位精度評定的試驗步驟，涉及到儀器設(shè)備的安裝方式、沖擊試驗、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理的方法。本發(fā)明可以作為ー種通用的船用慣導(dǎo)沖擊隔離器復(fù)位精度評定方法，適合各類慣導(dǎo)隔離器復(fù)位精度評定。同樣在船用慣導(dǎo)的設(shè)計調(diào)試階段，也可以借助此方法，對沖擊隔離器的設(shè)計性能進行測試。
權(quán)利要求
1.一種船用慣導(dǎo)沖擊隔離器復(fù)位精度檢測方法，其特征包括以下步驟 (1)將慣性平臺放置在距離地面一定高度的穩(wěn)固平板上，并在慣性平臺隔離器上、下端的艏向和側(cè)向安裝四個小平面鏡； (2)利用經(jīng)緯儀分別測量四個平面鏡的高低角，并做記錄； (3)架設(shè)兩臺經(jīng)緯儀，其中一臺經(jīng)緯儀瞄準艏向上端的平面鏡1，經(jīng)另一臺緯儀瞄準艏向下端的平面鏡2，然后兩臺經(jīng)緯儀互瞄，記錄下兩臺經(jīng)緯儀轉(zhuǎn)過的角度； (4)將慣性平臺安裝到?jīng)_擊機上，進行沖擊試驗。
(5)將沖擊完的慣性平臺重新安裝到平板上，按照利用步驟2和步驟3測試四個平面鏡的高低角和平面鏡1、2的方位偏差。
(6)計算沖擊隔離器沖擊前后的復(fù)位精度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的船用慣導(dǎo)沖擊隔離器復(fù)位精度檢測方法，其特征在于所述步驟(I)中安裝四個平面鏡要求見圖I所示。保持同一側(cè)的平面鏡(I和2、3和4)法線基本平行，不同側(cè)的平面鏡(I和3、2和4)法線基本垂直，并且兩組平面鏡(I和2、3和4)法線分別與艏向和側(cè)向基本平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的船用慣導(dǎo)沖擊隔離器復(fù)位精度檢測方法，其特征在于所述步驟(2)主要測量沖擊前沖擊隔離器上下表面的相對角位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的船用慣導(dǎo)沖擊隔離器復(fù)位精度檢測方法，其特征在于所述步驟(3)中通過測量兩個艏向平面鏡的夾角確定沖擊前的方位角。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的船用慣導(dǎo)沖擊隔離器復(fù)位精度檢測方法，其特征在于所述步驟(4)根據(jù)艦船慣導(dǎo)的重量選擇輕型或者中型沖擊機，按照沖擊試驗相關(guān)標準進行抗沖擊試驗。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的船用慣導(dǎo)沖擊隔離器復(fù)位精度檢測方法，其特征在于所述步驟出)比較沖擊前后方位角和水平姿態(tài)角的變化確定沖擊隔離器的復(fù)位精度。
7.權(quán)利要求I所述的船用慣導(dǎo)沖擊隔離器復(fù)位精度檢測方法適用于船用激光陀螺、光纖陀螺、靜電陀螺、液浮陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng)。
全文摘要
一種船用慣導(dǎo)沖擊隔離器復(fù)位精度檢測方法，采用兩臺光學(xué)經(jīng)緯儀、四個平面鏡、沖擊機等裝置，通過測量沖擊前后慣導(dǎo)沖擊隔離器上安裝的四個平面鏡高低與方位角的變化值，實現(xiàn)對船用慣導(dǎo)沖擊隔離器復(fù)位精度的檢測。利用輕型沖擊機模擬船舶受到的沖擊環(huán)境，對裝有沖擊隔離器的慣導(dǎo)系統(tǒng)進行沖擊試驗，利用光學(xué)經(jīng)緯儀測量沖擊隔離器上下端安裝的四個鏡面相對位置變化，計算得到?jīng)_擊隔離器的復(fù)位精度。本發(fā)明特別適用于船舶用高精度慣導(dǎo)沖擊隔離器復(fù)位精度評定，本發(fā)明結(jié)合慣導(dǎo)沖擊試驗后定位和速度精度評定，還能夠?qū)崿F(xiàn)對船用慣導(dǎo)抗沖擊性能的定量評價。
文檔編號G01C25/00GK102692238SQ20121019190
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者溫肇東, 袁書明, 陳晶, 陶冶 申請人:中國人民解放軍92537部隊