CN107084719A - 一种旋转式捷联惯导旋转数据同步策略 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转式捷联惯导旋转数据同步策略，其技术特点是包括以下步骤：步骤1、惯导设备上电初始化并粗对准；步骤2、双轴旋转调制精对准并进行数据同步调整；步骤3、获取旋转机构真实值并输出精对准结果。本发明将旋转机构测量数据与惯性元件间的数据进行同步，通过调整调整a(m)+b(v)+c(t)系数，实现惯导内部数据完全同步，实现了旋转式捷联惯导旋转数据同步功能，消除了惯性元件误差对导航的影响，进一步提高惯导了系统的可靠性及导航性能。

Description

一种旋转式捷联惯导旋转数据同步策略

技术领域

本发明属于惯性导航技术领域，尤其是一种旋转式捷联惯导旋转数据同步策略。

背景技术

捷联惯导内部惯性元件(陀螺和加速度计)的误差是惯性导航系统误差的主要决定因素。单/双轴旋转式惯性导航系统中转动机构的目的是为了在一个转动周期内让惯性元件的常值漂移对导航所产生的误差能够相互抵消，相应的技术也被称为系统误差平均技术，被广泛的应用到当前的光学陀螺惯性导航系统中。而其中惯性元件的补偿方法有两种：一是采用高精度的漂移误差补偿软件，另一种是采用系统的翻转或者旋转补偿法。第二种方法是将惯性元件或者IMU外面再加上转动和控制机构，利用旋转或者翻转来平均掉惯性元件误差对导航的影响。但无论是旋转还是翻转方案都存在着旋转测量机构与惯性元件间的数据同步问题，如果数据不同步，不但会使惯导精度下降还会降低惯导的可靠性，因此旋转测量机构与惯性元件间的数据同步对旋转式捷联惯导至关重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种旋转式捷联惯导旋转数据同步策略，能够达到旋转测量机构与惯性元件间的数据同步并使旋转或翻转调制的效果发挥的更完善的目的。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种旋转式捷联惯导旋转数据同步策略，包括以下步骤：

步骤1、惯导设备上电初始化并粗对准；

步骤2、双轴旋转调制精对准并进行数据同步调整；

步骤3、获取旋转机构真实值并输出精对准结果。

所述步骤1包括以下步骤：

⑴惯导设备上电，两个转轴按预设控制指令旋转至各自的零位；

⑵装订初始位置，按预设粗对准方案完成粗对准过程，得到粗对准结果。

所述步骤2包括以下步骤：

⑴惯导进入精对准阶段，以八次序或十六次序方案控制两个转轴进行周期性的旋转；

⑵在转轴旋转过程中，设实时转角为γ(t)，按如下公式计算 其中，γ₁(t)＝γ(t)+a(m)+b(v)+c(t)；

⑶分别对a(m)、b(v)和c(t)进行调整，判断方位角输出阶跃是否减少，如果没有减少继续进行相应调整，否则进入步骤3。

本发明的优点和积极效果是：

本发明将旋转机构测量数据与惯性元件间的数据进行同步，通过调整调整a(m)+b(v)+c(t)系数，实现惯导内部数据完全同步，实现了旋转式捷联惯导旋转数据同步功能，消除了惯性元件误差对导航的影响，进一步提高惯导了系统的可靠性及导航性能。

附图说明

图1为本发明的处理流程；

图2为旋转数据与惯性元件数据不同步时方位角输出示意图；

图3为旋转数据与惯性元件数据同步时方位角输出示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：

一种旋转式捷联惯导旋转数据同步策略，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1、惯导设备上电初始化并进行粗对准，具体方法为：

(1)惯导设备上电，两个转轴按预设控制指令旋转至各自的零位；

(2)装订初始位置，按预设粗对准方案完成粗对准过程，得到粗对准结果。

步骤2、双轴旋转调制精对准并进行数据同步调整。

(1)惯导进入精对准阶段，开始以八次序或十六次序等方案进行周期性的旋转；

(2)在两个转轴旋转过程中(以天向轴为例)，设实时转角为γ(t)，在捷联惯导计算时，使用

其中，γ₁(t)＝γ(t)+a(m)+b(v)+c(t)，即真实旋转机构的转角是根据不同转速、解算时间和IMU质量有关。

在本步骤中，数据同步调整按照以下方法实现：

(1)进行a(m)调整，判断方位角输出阶跃是否减少，如果没有减少则进入步骤(2)，否则继续进行a(m)调整；

(2)进行b(v)调整，判断方位角输出阶跃是否减少，如果没有减少则进入步骤(3)，否则继续进行b(v)调整；

(3)进行c(t)调整，判断方位角输出阶跃是否减少，如果减少，则继续进行b(v)调整，否则数据同步调整完成，进入步骤3。

步骤3、获取旋转机构真实值并输出精对准结果。

根据实际需求，获得旋转机构数据真实值γ₁(t)。由于旋转机构测量数据与惯性元件间的数据不同步原因，以方位角为例进行说明，惯导方位角输出如图2所示。当调整a(m)+b(v)+c(t)系数，当使惯导方位角输出如图3所示时，可固化这三个系数，即当惯导内部数据完全同步时，其输出应该是平滑的曲线而不是台阶状曲线。

本发明在陆用双轴惯导设备上实施，成功实现了双轴IMU旋转机构与惯性元件数据同步的补偿方法，达到了使旋转或翻转调制的效果发挥的更完善的目的，同时提高了双轴惯导动态调制的稳定性和数据输出的稳定性。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种旋转式捷联惯导旋转数据同步策略，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、惯导设备上电初始化并粗对准；

步骤2、双轴旋转调制精对准并进行数据同步调整；

步骤3、获取旋转机构真实值并输出精对准结果。

2.根据权利要求1所述的一种旋转式捷联惯导旋转数据同步策略，其特征在于：所述步骤1包括以下步骤：

⑴惯导设备上电，两个转轴按预设控制指令旋转至各自的零位；

⑵装订初始位置，按预设粗对准方案完成粗对准过程，得到粗对准结果。

3.根据权利要求1所述的一种旋转式捷联惯导旋转数据同步策略，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：

⑴惯导进入精对准阶段，以八次序或十六次序方案控制两个转轴进行周期性的旋转；

⑵在转轴旋转过程中，设实时转角为γ(t)，按如下公式计算 其中，γ₁(t)＝γ(t)+a(m)+b(v)+c(t)；

⑶分别对a(m)、b(v)和c(t)进行调整，判断方位角输出阶跃是否减少，如果没有减少继续进行相应调整，否则进入步骤3。