一種慣性導航系統(tǒng)實現(xiàn)免拆裝精確自標定的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于慣性導航系統(tǒng)應用領域，涉及一種慣性導航系統(tǒng)實現(xiàn)免拆裝精確自標 定的方法。
【背景技術】
[0002] 慣性導航組件通常應用于自主導航，由于當前的激光慣性組件性能水平組成的系 統(tǒng)不能保證長航時系統(tǒng)對性能要求的原因。而當前國際上船用長航時高精度激光陀螺慣導 系統(tǒng)，普遍采用了旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術。因此發(fā)展出了外加旋轉(zhuǎn)機構，利用其可轉(zhuǎn)調(diào)制技術可有效 調(diào)制慣性器件常值誤差的特點來解決其長時間的精度問題，我們研制的系統(tǒng)通常被稱為雙 軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)。
[0003] 另一方面，激光陀螺和加速度計的常值、刻度系數(shù)及不對準角等誤差參數(shù)進行精 密標定是慣性導航組件獲得高精度導航性能的前提條件。
[0004] 以往雙軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)的精確標定需在實驗室進行，其參數(shù)標定方 法是利用陀螺、加速度計輸出數(shù)據(jù)與試驗室精密轉(zhuǎn)臺的基準相比較進行誤差分離。該方法 必須將系統(tǒng)與載體分離，并受限于試驗室設備的精度，且操作過程復雜，需進行培訓的人員 才可操作，拆卸及標定過程復雜，具體如下：
[0005] 1)將緊固慣性組件的多組螺栓卸掉；
[0006] 2)最少兩人，利用專用工具將重達20多公斤的慣性組件，從框架內(nèi)取出；
[0007] 3)再將慣性組件移動到專用雙軸(或三軸）轉(zhuǎn)臺上；
[0008] 4)利用專用工具及設施將其固定；
[0009] 5)通過慣性組件的串口，燒制標定程序；
[0010] 6)轉(zhuǎn)臺控制專業(yè)人員按照標定要求，編排控制轉(zhuǎn)動流程；
[0011] 7)試驗人員，檢查電氣連接，保證連接正確；
[0012] 8)打開慣性組件電源開關；
[0013] 9 )通過顯示終端控制標定計算流程；
[0014] 10)通過轉(zhuǎn)臺控制界面，選擇已設定控制過程，啟動；
[0015] 11)重復9)~10)，直到完成參數(shù)標定工作；
[0016] 從轉(zhuǎn)臺上拆卸慣性組件；
[0017] 12)將慣性組件安裝到雙軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)框架內(nèi)；
[0018] 13)通過慣性組件的串口，燒制對準導航程序；
[0019] 14)通過慣性組件的串口將標定好的參數(shù)導入對準導航程序；
[0020] 為了有效解決以上問題，通過利用雙軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)自身可旋轉(zhuǎn)的 特點，本發(fā)明研究設計了一種免拆裝精確自標定的方法，其步驟如下：
[0021] 1) 一體化設計對準導航、標定算法、旋轉(zhuǎn)機構控制邏輯及參數(shù)存儲；
[0022] 2)將設計好的程序通過慣性組件的串口傳入計算機；
[0023] 3)啟動系統(tǒng)，通過人機界面選擇標定|旲式；
[0024] 4)待人機界面通知標定結(jié)束，關閉系統(tǒng)，自標定完成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0025] 本發(fā)明的目的是提出一種根據(jù)雙軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)自身雙軸旋轉(zhuǎn)特 點實現(xiàn)免拆裝精密自標定的方法，對雙軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)的誤差進行自我標 定，使得雙軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)在不需要拆卸慣性導航組件的情況下獲得高精度 導航性能。
[0026] 技術方案
[0027] -種慣性導航系統(tǒng)實現(xiàn)免拆裝精確自標定的方法，其特征在于，
[0028] 步驟一根據(jù)雙軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)自標定所需的參數(shù)確定相應的算 法；
[0029] 步驟二根據(jù)步驟一中算法實現(xiàn)所需的輸入數(shù)據(jù)確定雙軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航 系統(tǒng)的配套運動控制方式；
[0030] 步驟三將完成的算法和運動控制方式寫入雙軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)；
[0031] 步驟四通過控制雙軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)運動，產(chǎn)生數(shù)據(jù)；
[0032] 步驟五利用步驟四中的數(shù)據(jù)，通過算法計算出自標定所需參數(shù)；
[0033] 步驟六將步驟五中產(chǎn)生的參數(shù)存入雙軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)，完成免拆裝 的自標定。
[0034] 有益效果
[0035] 該雙軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制系統(tǒng)實現(xiàn)的自標定功能，有效提升慣性導航系統(tǒng)維護性。國內(nèi)以 往的慣導系統(tǒng)要精確標定都需在實驗室進行，系統(tǒng)必須經(jīng)過返所或建立的實驗站才可進行 標定，并且還要相關人員的培訓，對部隊的裝備使用造成一定的影響，不適應現(xiàn)代國防的需 求。該軟件利用其旋轉(zhuǎn)調(diào)制的條件，實現(xiàn)了系統(tǒng)的自標定功能，不需用戶進行什么特殊操作 即可自行完成。該項方法的成功將使慣導的維護費用大大降低，以每套慣導壽命為20年， 2年返廠標定一次來計算，每套慣導在其生命周期內(nèi)可節(jié)約資金200萬人民幣，相當于一套 慣導價格的25%，具有較高的社會經(jīng)濟效益。另外該技術使裝備到部隊的系統(tǒng)維護費用及時 間大大降低，給部隊帶來的效益也無法用金錢來衡量，具有極高的軍事應用價值及應用前 旦 〇
【附圖說明】
[0036] 圖1是系統(tǒng)工作標定流程圖。
【具體實施方式】
[0037] 1、根據(jù)參數(shù)標定需要，確定算法：
[0038] 第一步，確定利用卡爾曼濾波算法，卡爾曼濾波狀態(tài)轉(zhuǎn)移計算
【主權項】
1. 一種慣性導航系統(tǒng)實現(xiàn)免拆裝精確自標定的方法，其特征在于， 步驟一根據(jù)雙軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)自標定所需的參數(shù)確定相應的算法； 步驟二根據(jù)步驟一中算法實現(xiàn)所需的輸入數(shù)據(jù)確定雙軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng) 的配套運動控制方式； 步驟三將完成的算法和運動控制方式寫入雙軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)； 步驟四通過控制雙軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)運動，產(chǎn)生數(shù)據(jù)； 步驟五利用步驟四中的數(shù)據(jù)，通過算法計算出自標定所需參數(shù)； 步驟六將步驟五中產(chǎn)生的參數(shù)存入雙軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)，完成免拆裝的自 標定。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用雙軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)實現(xiàn)免拆裝精確自標定方法。本發(fā)明采取的方案為：利用雙軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)控制機構設計了靈活自動控制的旋轉(zhuǎn)策略控制慣導系統(tǒng)按照預習編排的轉(zhuǎn)位旋轉(zhuǎn)，同時過程中結(jié)合多位置誤差激勵算法方法，并依靠計算機協(xié)同軟件平臺的信息共享及整體協(xié)同控制的優(yōu)勢，設計了專用的變量誤差回歸濾波器，在標定模式工作狀態(tài)下進行標定算法計算出激光陀螺和加速度計的常值、刻度系數(shù)及不對準角等各項誤差參數(shù)，存儲在非易失單元，供標定后的正常使用。本發(fā)明解決了雙軸旋轉(zhuǎn)激光捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)中免拆裝實現(xiàn)自標定的問題，提高了系統(tǒng)集成、調(diào)試、維護的效率。
【IPC分類】G01C21-16, G01C25-00
【公開號】CN104697550
【申請?zhí)枴緾N201310670465
【發(fā)明人】徐曉樂, 楊黎, 張向虎, 吉翠萍
【申請人】中國航空工業(yè)第六一八研究所
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月10日