一種適用于裝甲車(chē)的定位定向裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種定位定向裝置及發(fā)法，尤其涉及一種為裝甲車(chē)及其它發(fā)射車(chē)實(shí)時(shí) 提供高精度姿態(tài)位置等信息的定位定向裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我軍裝甲兵器導(dǎo)航定位目前已經(jīng)有所發(fā)展，但是停留在單軸或雙軸航向保持產(chǎn)品 基礎(chǔ)上，該種產(chǎn)品存在一些問(wèn)題，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件下的尋北精度不高，車(chē)體傾斜對(duì)尋 北有影響，導(dǎo)航精度不高等。
[0003] 近年來(lái)新研發(fā)的基于內(nèi)減振的定位定向裝置體積和重量都較大。采用轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定存 在控制難度高、成本增加、人工翻轉(zhuǎn)六面體困難，單軸轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)面和功放都要增加的問(wèn)題。因 而就需要新設(shè)計(jì)一種不需要六面體而進(jìn)行標(biāo)定的定位定向裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是提供一種適用于裝甲車(chē)的定位定向裝置及方法，其解決了現(xiàn)有裝甲 車(chē)定位定向裝置導(dǎo)航精度不高的技術(shù)問(wèn)題，是一種自主式、全姿態(tài)導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具有全天 候，不依賴外部信號(hào)，定位精度高，隱蔽性強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：
[0006] 一種適用于裝甲車(chē)的定位定向裝置，包括臺(tái)體、H個(gè)第一敏感元件、H個(gè)第二敏感 元件、功能電路，所述內(nèi)臺(tái)體為正六面體，W正六面體的一個(gè)頂點(diǎn)為原點(diǎn)0,建立H維坐標(biāo) 系，定義XY面為正面；
[0007] 其特殊之處在于：
[0008] 還包括基座及減振器；
[0009] 所述基座外部設(shè)立六方向基準(zhǔn)面，所述基準(zhǔn)面利用六面體標(biāo)定原理設(shè)立；
[0010] 所述內(nèi)臺(tái)體設(shè)置在基座內(nèi)，所述減振器共8個(gè)，其中4個(gè)位于Y向內(nèi)臺(tái)體和基座之 間且分布在四角，另外4個(gè)位于-Y向內(nèi)臺(tái)體和基座之間且分布在四角；
[0011] 所述內(nèi)臺(tái)體的正面、底面、右側(cè)面上均設(shè)置有第一安裝腔，所述H個(gè)第一敏感元件 分別安裝在第一安裝腔內(nèi)；
[0012] 所述正面上設(shè)置有兩個(gè)第二安裝腔，所述右側(cè)面上設(shè)置有一個(gè)第二安裝腔，所述 H個(gè)第二敏感元件分別安裝在第二安裝腔內(nèi)；
[0013] 所述第一安裝腔的深度大于所述第二安裝腔，
[0014] 所述內(nèi)臺(tái)體的底面設(shè)置有第H安裝腔，所述功能電路安裝在第H安裝腔內(nèi)。
[0015] 上述第一敏感元件為激光巧螺，所述第二敏感元件為加速度計(jì)。
[0016] 每個(gè)方向的基準(zhǔn)面由4個(gè)小基準(zhǔn)面構(gòu)成；所述4個(gè)小基準(zhǔn)面位于該方向基座外側(cè) 面的四個(gè)角上。
[0017] 上述敏感元件組2位于內(nèi)臺(tái)體水平面的正中也處。
[001引一種適用于裝甲車(chē)的定位定向方法，包括W下步驟：
[0019] 1】標(biāo)定：
[0020] 1. 1】將定位定向裝置放置在平板上，預(yù)熱lOmin后，對(duì)定位定向裝置進(jìn)行位置翻 轉(zhuǎn)并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；
[0021] 1. 2】一個(gè)位置的數(shù)據(jù)采集完畢后再進(jìn)行下一個(gè)位置的翻轉(zhuǎn)與數(shù)據(jù)采集，直至所有 位置翻轉(zhuǎn)及數(shù)據(jù)采集完畢為止；
[0022] 1. 3】根據(jù)采集的慣性儀表各項(xiàng)誤差參數(shù)，建立所有誤差參數(shù)與系統(tǒng)導(dǎo)航誤差之間 的關(guān)系；
[0023] 2】抗擾動(dòng)初始對(duì)準(zhǔn)
[0024] 在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，對(duì)巧螺和加速度計(jì)原始測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波；在人員上下時(shí)， 對(duì)巧螺和加速度計(jì)原始測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行卡爾曼濾波；
[002引3】補(bǔ)償
[002引3.1】溫度補(bǔ)償
[0027] 3. 1. 1】建立慣性儀表輸出的零位溫度補(bǔ)償模型：
[0028] (1)首先根據(jù)溫度和零位數(shù)據(jù)繪制溫度與零位之間的關(guān)系曲線，根據(jù)關(guān)系曲線確 定分段情況，使得每一段曲線可W用H次曲線較好地?cái)M合；
[0029] (2)在每一個(gè)數(shù)據(jù)段內(nèi)將慣性儀表零位建立為H階模型，利用最小二乘算法，得 到H階模型的系數(shù)，并給出誤差估計(jì)，從而完成每一個(gè)慣性儀表零位溫補(bǔ)模型的建立；
[0030] 3. 1. 2】激勵(lì)慣性儀表在裝甲車(chē)不同溫度條件下的測(cè)量誤差：
[0031] (1)操作轉(zhuǎn)臺(tái)，使得轉(zhuǎn)臺(tái)定位面法線轉(zhuǎn)至與正北夾角為+45°位置，記錄此時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái) 控制臺(tái)的位置設(shè)定角度準(zhǔn)確數(shù)值，該位置即為變溫補(bǔ)償試驗(yàn)方案的第一個(gè)位置，記為位置 1 ;
[0032] (2)在位置1，-4(TC溫度點(diǎn)下，定位定向裝置保溫化W后，按要求對(duì)定位定向裝置 進(jìn)行通電，預(yù)熱lOmin后開(kāi)始測(cè)試，在位置1靜態(tài)測(cè)試5min后保存數(shù)據(jù)，操作轉(zhuǎn)臺(tái)，使定位 定向裝置平穩(wěn)地繞其天軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°，此位置為位置2 ;
[003引做轉(zhuǎn)臺(tái)停穩(wěn)后，在位置2靜態(tài)測(cè)試5min后保存數(shù)據(jù)，繼續(xù)操作轉(zhuǎn)臺(tái)，依次在位置 1和位置2靜態(tài)測(cè)試5min，并將數(shù)據(jù)存入相應(yīng)的文件中；
[0034] (4)按照如下溫度曲線；-40C保溫30min, -40C到巧0C升溫化，+50C保溫化， 重復(fù)步驟（1)至（3)，直至獲得溫度-測(cè)量誤差曲線；每個(gè)位置保存的測(cè)試數(shù)據(jù)不應(yīng)少于 5min;連續(xù)兩組測(cè)試數(shù)據(jù)不能都是在同一個(gè)位置測(cè)得，且要求采集時(shí)間間隔不大于3min; [00巧]3. 1. 3】根據(jù)發(fā)射車(chē)實(shí)時(shí)環(huán)境溫度，根據(jù)步驟3. 1. 2獲得的溫度-測(cè)量誤差曲線進(jìn) 行溫度補(bǔ)償；
[003引3. 2】高度定位補(bǔ)償
[0037] 3. 2. 1】設(shè)定中間狀態(tài)時(shí)的炮彈數(shù)量和油料容積，進(jìn)行里程計(jì)刻度因數(shù)和安裝誤差 標(biāo)定，制定W中間狀態(tài)為基準(zhǔn)，不同彈數(shù)和油料變化引起的俯仰角變化量表；
[0038] 3. 2. 2】采用查表方式對(duì)俯仰角變化量進(jìn)行修正；
[0039] 4】根據(jù)濾波和補(bǔ)償后的測(cè)量數(shù)據(jù)確定初始姿態(tài)，包括航向角、俯仰角和橫滾角；
[0040]5】定位定向裝置與車(chē)載里程計(jì)組合實(shí)現(xiàn)航位解算，實(shí)時(shí)輸出發(fā)射車(chē)的位置、速度、 航向、姿態(tài)信息。
[0041] 上述慣性儀表零位溫補(bǔ)模型如下：
[0042] W加速度計(jì)X通道為例，建立X加速度計(jì)零位的溫補(bǔ)模型如下：
[0043]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種適用于裝甲車(chē)的定位定向裝置，包括臺(tái)體、三個(gè)第一敏感元件、三個(gè)第二敏感元 件、功能電路，所述內(nèi)臺(tái)體為正六面體，以正六面體的一個(gè)頂點(diǎn)為原點(diǎn)0,建立三維坐標(biāo)系， 定義XY面為正面，與之