CN110849342B - 一种寻北误差补偿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种寻北误差补偿方法，其特征在于：该方法的步骤为：1)静态位置数据采集；2)沉降角速度转换；3)寻北误差补偿计算。本发明设计科学合理，能有效减小寻北过程中三角架沉降角速度对寻北结果的影响，提高了寻北精度，满足寻北仪在任意场地条件下使用要求，从而提高了寻北仪的环境适应性。

Description

一种寻北误差补偿方法
技术领域
本发明属于光纤陀螺技术领域，涉及陀螺寻北仪，具体涉及一种寻北误差补偿方法。
背景技术
陀螺寻北仪应用于雷达，天线，军用车辆等领域。通过测量地球自转角速度，自主确定所附载体的真北方向值，不受外界磁场或其他环境的干扰和影响。
在寻北仪使用过程中，常使用三角架架设。但受温度和架设场地等因素的影响，会造成三角架不同程度的沉降，这种沉降角速度直接带来陀螺仪的测量误差，从而导致寻北误差。因此，有必要设计一种寻北误差补偿方法，减小由于三角架沉降对寻北精度的影响，满足高精度寻北的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种寻北误差补偿方法，能有效减小寻北过程中三角架沉降角速度对寻北结果的影响，提高了寻北精度，满足寻北仪在任意场地条件下使用要求，从而提高了寻北仪的环境适应性。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种寻北误差补偿方法，其特征在于：所述方法的步骤为：
1)静态位置数据采集：寻北仪ISA包括陀螺仪、倾角仪及电子线路，当寻北仪接收到寻北命令，电机带动寻北仪ISA旋转到指定位置采集一定时间内陀螺仪和倾角仪的数据；
2)沉降角速度转换：根据步骤1)中寻北仪ISA在指定位置采集到的陀螺仪数据和倾角仪数据，解算出该位置下的沉降角速度，沉降角速度的计算公式为：
Figure BDA0002280866810000011
其中：xi为数据采集时间；
yi为倾角仪敏感轴Qx数据；
ωs为沉降角速度；
3)寻北误差补偿计算：根据步骤2)计算出的沉降角速度，补偿寻北仪陀螺仪数据，解算出补偿沉降后寻北仪真方位，
在多位置寻北中，由陀螺仪输出模型得出
Figure BDA0002280866810000021
其中：ωyi--第i位置陀螺仪数据；
αi--第i位置角度值数据；
ωsi--第i位置沉降角速度；
ψ--寻北仪真方位；
ωy0--陀螺仪零偏；
记Y＝HX，其中
Figure BDA0002280866810000022
由最小二乘法得：
Figure BDA0002280866810000023
通过该公式计算得到寻北仪真方位，计算公式为：
Figure BDA0002280866810000024
本发明的优点和有益效果为：
1、本发明的寻北误差补偿方法，能有效减小寻北过程中三角架沉降角速度对寻北结果的影响，提高了寻北精度，满足寻北仪在任意场地条件下使用要求，从而提高了寻北仪的环境适应性。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为寻北仪ISA的结构示意图；
图3为寻北仪ISA敏感沉降角速度示意图；
图4为某次寻北时采集的倾角仪数据图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
如图1，一种寻北误差补偿方法，其特征在于：所述方法的步骤为：
1)静态位置数据采集：如图2所示，寻北仪ISA包括陀螺仪、倾角仪及电子线路，当寻北仪接收到寻北命令，电机带动寻北仪ISA旋转到指定位置采集一定时间内陀螺仪和倾角仪的数据；
图3为坐标系示意图，在正交坐标系OXYZ中，陀螺仪敏感轴Gy与OY轴重合，倾角仪敏感轴Qy与OY轴重合，倾角仪敏感轴Qx与OX轴重合。由于温度和架设场地等因素的影响，会造成三角架不同程度的沉降，导致陀螺仪敏感轴Gy上叠加沉降角速度ωs，通过测量倾角仪敏感轴Qx的倾斜角变化来计算沉降角速度。
2)沉降角速度转换：根据步骤1)中寻北仪ISA在指定位置采集到的陀螺仪数据和倾角仪数据，解算出该位置下的沉降角速度，图4所示为某次寻北时采集的倾角仪数据示例，沉降角速度的计算公式为：
Figure BDA0002280866810000031
其中：xi为数据采集时间；
yi为倾角仪敏感轴Qx数据；
ωs为沉降角速度；
3)寻北误差补偿计算：根据步骤2)计算出的沉降角速度，补偿寻北仪陀螺仪数据，解算出补偿沉降后寻北仪真方位，
在多位置寻北中，由陀螺仪输出模型得出
Figure BDA0002280866810000032
其中：ωyi--第i位置陀螺仪数据；
αi--第i位置角度值数据；
ωsi--第i位置沉降角速度；
ψ--寻北仪真方位；
ωy0--陀螺仪零偏；
记Y＝HX，其中
Figure BDA0002280866810000041
由最小二乘法得：
Figure BDA0002280866810000042
通过该公式计算得到寻北仪真方位，计算公式为：
Figure BDA0002280866810000043
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (1)

1.一种寻北误差补偿方法，其特征在于：所述方法的步骤为：
1)静态位置数据采集：寻北仪ISA包括陀螺仪、倾角仪及电子线路，当寻北仪接收到寻北命令，电机带动寻北仪ISA旋转到指定位置采集一定时间内陀螺仪和倾角仪的数据；
2)沉降角速度转换：根据步骤1)中寻北仪ISA在指定位置采集到的陀螺仪数据和倾角仪数据，解算出该位置下的沉降角速度，沉降角速度的计算公式为：
Figure FDA0002280866800000011
其中：xi为数据采集时间；
yi为倾角仪敏感轴Qx数据；
ωs为沉降角速度；
3)寻北误差补偿计算：根据步骤2)计算出的沉降角速度，补偿寻北仪陀螺仪数据，解算出补偿沉降后寻北仪真方位，
在多位置寻北中，由陀螺仪输出模型得出
Figure FDA0002280866800000012
其中：ωyi--第i位置陀螺仪数据；
αi--第i位置角度值数据；
ωsi--第i位置沉降角速度；
ψ--寻北仪真方位；
ωy0--陀螺仪零偏；
记Y＝HX，其中
Figure FDA0002280866800000013
由最小二乘法得：
Figure FDA0002280866800000014
通过该公式计算得到寻北仪真方位，计算公式为：
Figure FDA0002280866800000021
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