CN108036756B - 一种利用加速度计进行双轴旋转惯性测量装置相邻轴线垂直度检查的方法 - Google Patents

一种利用加速度计进行双轴旋转惯性测量装置相邻轴线垂直度检查的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用加速度计进行双轴旋转惯性测量装置相邻轴线垂直度检查的方法，包括以下步骤：⑴.确定垂直度误差组成：β为内框轴线与外框轴线的垂直度；⑵.调平双轴旋转惯性测量装置；⑶.水平轴置为0°，得到A；⑷.水平轴置为180°，得到B；⑸.通过计算可得内框轴线与外框轴线的垂直度β。本发明解决了双轴旋转惯性测量装置水平轴线和方位轴线之间垂直度这一实际工程应用问题，使得双轴旋转惯性测量装置轴系测试方法的适用性有了保证，采用本发明方法可以减少对外界手段进行测量依赖，降低成本，提高效率，具有推广价值。

Description

一种利用加速度计进行双轴旋转惯性测量装置相邻轴线垂直 度检查的方法
技术领域
本发明涉及双轴旋转惯性测量装置技术领域，尤其是一种利用加速度计进行双轴旋转惯性测量装置相邻轴线垂直度检查的方法。
背景技术
双轴旋转惯性测量装置是激光惯性导航系统的主体仪器。双轴旋转惯性测量装置是以机抖激光陀螺仪和石英挠性加速度计为惯性敏感元件，采样机械式水平、方位双轴旋转调制技术的一种高精度惯性导航系统。
双轴旋转惯性测量装置的结构配置为内水平外方位的结构形式，分别通过水平轴和方位轴的旋转对惯性元件进行调制。
双轴旋转惯性测量装置水平轴线和方位轴线之间垂直度要求较高。目前对垂直度进行检测时通常采用光管法或电子水平仪法，均需要借助高精度的测量仪器进行检测，且需要相关的辅助基准(如：轴头镜)，并需要设计专门的卡具将轴头镜或电子水平仪固定在设备的基准面上，过程繁琐，耗时长。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供了一种利用加速度计进行双轴旋转惯性测量装置相邻轴线垂直度检查的方法。本方法中是通过双轴旋转惯性测量装置中装于惯组内的石英挠性加速度计进行水平轴线和方位之间轴线垂直度的测量，通过旋转水平轴和方位轴，在指定位置读取石英挠性加速度计的输出值，并对输出值进行计算，最终得到水平轴线和方位之间轴线垂直度。
本发明的目的是通过以下技术手段实现的：
一种利用加速度计进行双轴旋转惯性测量装置相邻轴线垂直度检查的方法，其特征在于：包括以下步骤：
⑴.确定垂直度误差组成：
α为外框轴线与铅垂线的夹角，β为内框轴线与外框轴线的垂直度，γ为加速度计的安装误差角；
⑵.调平双轴旋转惯性测量装置：
旋转双轴旋转惯性测量装置的方位轴，在0°，90°，180°，270°读取石英挠性加速度计输出，通过调整双轴旋转惯性测量装置水平姿态，使0°，90°，180°，270°四个位置的石英挠性加速度计输出符合要求；
⑶.水平轴置为0°，得到A：
将双轴旋转惯性测量装置的水平轴置为0°，旋转方位轴至0°和180°，得到y轴加速度计输出分别为m0和m180，则有：
Figure BDA0001494665130000021
Figure BDA0001494665130000022
Figure BDA0001494665130000023
A为水平轴置为0°时，水平轴相对于外框轴的角度值；
⑷.水平轴置为180°，得到B：
将双轴旋转惯性测量装置的水平轴置为180°，旋转外框轴至0°和180°，得到y轴加速度计输出分别为m0′和m180′，则有：
Figure BDA0001494665130000024
Figure BDA0001494665130000025
Figure BDA0001494665130000026
B为水平轴置为180°时，水平轴相对于外框轴的角度值；
⑸.计算可得内框轴线与外框轴线的垂直度β为：
Figure BDA0001494665130000031
而且，步骤⑵所述的石英挠性加速度计输出符合要求，是指石英挠性加速度计输出≤4.878×10-5g。
本发明的优点和积极效果是：
1、双轴旋转惯性测量装置水平轴线和方位轴线之间垂直度要求较高，本发明采用惯组内的石英挠性加速度计进行水平轴线和方位轴线之间垂直度的测量，此种测量方法既可以在双轴旋转惯性测量装置装配测试阶段进行装配精度的检测，还可以正式装备后作为现场检测的方法。
2、本发明设计思路巧妙，具有创新性，较好的解决了双轴旋转惯性测量装置水平轴线和方位轴线之间垂直度这一实际工程应用问题，使得双轴旋转惯性测量装置轴系测试方法的适用性有了保证，具有推广价值。
3、本发明使用双轴旋转惯性测量装置自身的石英挠性加速度计进行水平轴线和方位轴线之间垂直度的测量，减少了对外界手段进行测量依赖，降低了成本，缩短了时间，提高了效率。
4、本发明在双轴旋转惯性测量装置正式装备后，在使用现场就能进行水平轴线和方位轴线之间垂直度的测量，无需借助外部测量手段，大幅度提高了双轴旋转惯性测量装置的测试性以及维修性，从用户角度减少了检测成本及时间。
附图说明
图1是双轴旋转惯性测量装置结构示意图；
图2是双轴旋转惯性测量装置轴系及加速度计示意图；
图3是水平轴线和方位轴线之间垂直度误差组成示意图；
图4是水平轴为0°，旋转方位轴至0°和180°时误差组成示意图；
图5是水平轴为180°，旋转方位轴至0°和180°时误差组成示意图。
图中标号分别为：1.双轴旋转惯性测量装置；2.惯组；3.石英挠性加速度计。
具体实施方式
下面结合附图详细叙述本发明的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种利用加速度计进行双轴旋转惯性测量装置相邻轴线垂直度检查的方法，包括以下步骤：
⑴.确定垂直度误差组成：
图3中α为外框轴线与铅垂线的夹角，β为内框轴线与外框轴线的垂直度，γ为加速度计的安装误差角；
⑵.调平双轴旋转惯性测量装置：
旋转双轴旋转惯性测量装置1的方位轴，在0°，90°，180°，270°读取石英挠性加速度计3输出，通过调整双轴旋转惯性测量装置水平姿态，使0°，90°，180°，270°四个位置的石英挠性加速度计输出≤4.878×10-5g；
⑶.水平轴置为0°，得到A：
将双轴旋转惯性测量装置的水平轴置为0°，旋转方位轴至0°和180°，得到y轴加速度计输出分别为m0和m180，则有：
Figure BDA0001494665130000041
Figure BDA0001494665130000042
Figure BDA0001494665130000043
A为水平轴置为0°时，水平轴相对于外框轴的角度值；
⑷.水平轴置为180°，得到B：
将双轴旋转惯性测量装置的水平轴置180°，旋转外框轴至0°和180°，得到y轴加速度计输出分别为为m0′和m180′，则有：
Figure BDA0001494665130000044
Figure BDA0001494665130000051
Figure BDA0001494665130000052
B为水平轴置为180°时，水平轴相对于外框轴的角度值；
⑸.计算可得内框轴线与外框轴线的垂直度β为：
Figure BDA0001494665130000053

Claims (2)

1.一种利用加速度计进行双轴旋转惯性测量装置相邻轴线垂直度检查的方法，其特征在于：包括以下步骤：
⑴.确定垂直度误差组成：
α为外框轴线与铅垂线的夹角，β为内框轴线与外框轴线的夹角，γ为加速度计的安装误差角；
⑵.调平双轴旋转惯性测量装置：
旋转双轴旋转惯性测量装置的方位轴，在0°，90°，180°，270°读取石英挠性加速度计输出，通过调整双轴旋转惯性测量装置水平姿态，使0°，90°，180°，270°四个位置的石英挠性加速度计输出符合要求；
⑶.水平轴置为0°，得到A：
将双轴旋转惯性测量装置的水平轴置为0°，旋转方位轴至0°和180°，得到y轴加速度计输出分别为m0和m180，则有：
Figure FDA0002276292960000011
Figure FDA0002276292960000012
Figure FDA0002276292960000013
A为水平轴置为0°时，水平轴相对于外框轴的角度值；
⑷.水平轴置为180°，得到B：
将双轴旋转惯性测量装置的水平轴置为180°，旋转外框轴至0°和180°，得到y轴加速度计输出分别为m0′和m180′，则有：
Figure FDA0002276292960000014
Figure FDA0002276292960000015
Figure FDA0002276292960000021
B为水平轴置为180°时，水平轴相对于外框轴的角度值；
⑸.计算可得内框轴线与外框轴线的夹角β为：
Figure FDA0002276292960000022
2.根据权利要求1所述的一种利用加速度计进行双轴旋转惯性测量装置相邻轴线垂直度检查的方法，其特征在于：步骤⑵所述的石英挠性加速度计输出符合要求，是指石英挠性加速度计输出≤4.878×10-5g。
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