CN112697171A - 一种调平角测试方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种调平角测试方法及系统，第一调平角包括大理石的水平误差和所求调平角；将惯性测试组合旋转180°后再计算第二调平角，第二调平角为所求调平角减去大理石的水平误差；最后将第一调平角和第二调平角取平均值，即可消除大理石的水平误差，得到所求调平角。本发明这种测试方法及系统消除了大理石水平误差对调平角的测试影响，降低了对大理石平板水平误差精度的要求，节省了大理石平板水平误差调试时间，并提高了调平角的测试精度，调平角测试精度由4〃提高到了0.5〃。

Description

一种调平角测试方法及系统
技术领域
本发明属于捷联惯性导航系统，尤其涉及一种棱镜安装误差调平角测试方法及系统。
背景技术
目前惯性测量组合普遍采用19位置标定测试方法，该方法是基于加表的敏感轴建立的坐标系，棱镜标定测试的结果是基于惯组安装面建立的坐标系。调平角即为加标坐标系与惯组坐标系之间的转换角，利用加表输出脉冲数计算出加标相对于惯组水平面的角度及为调平角，将棱镜标定测试结果减去调平角即可得到加表坐标系下的棱镜安装误差值。
现有调平角测试方法：将惯性测量组合放置在稳固的大理石平板上，对大理石平板进行水平调试，要求大理石平板水平精度小于2〃。对惯性测量组合进行静态采集，利用静态采集的加表输出数据计算出调平角，可参考授权公告号为CN103471619B，名称为一种激光捷联惯导系统棱镜棱线方位安装误差标定方法。
该方法对大理石平板水平精度要求较高，每次进行调平角测试时均需进行大理石的水平调试工作，大理石平板水平调试时间较长操作繁琐。且调平角测试结果包含了大理石平板的水平误差，导致两次调平角测试结果最大相差4〃。
发明内容
本发明的目的在于提供一种调平角测试方法及系统，以解决现有方法大理石平板水平调试时间长、操作繁琐以及调平角测试误差大的问题。
本发明独立权利要求的技术方案解决了上述发明目的中的一个或多个。
本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种调平角测试方法，包括：
步骤1：对惯性测试组合进行静态测试，并采集加表的静态输出脉冲；
步骤2：根据所述步骤1的静态输出脉冲计算出第一调平角；
步骤3：将所述惯性测试组合旋转180°后再对所述惯性测试组合进行静态测试，并采集加表的静态输出脉冲；
步骤4：根据所述步骤3的静态输出脉冲计算出第二调平角；
步骤5：对所述第一调平角和所述第二调平角求平均值，得到所求调平角。
本发明中，第一调平角包括大理石的水平误差(即大理石平板平面与水平面之间的夹角)和所求调平角(即加表轴线与大理石平板平面之间的夹角)，将大理石的水平误差调整在2〃以内，第一调平角近似为所求调平角，这对大理石平板的水平精度要求高；将惯性测试组合旋转180°后再计算第二调平角，第二调平角为所求调平角减去大理石的水平误差；最后将第一调平角和第二调平角取平均值，即可消除大理石的水平误差，得到所求调平角。本发明这种测试方式消除了大理石水平误差对调平角的测试影响，降低了对大理石平板水平误差精度的要求，节省了大理石平板水平误差调试时间(大理石平板只需进行一次水平调试)，并提高了调平角的测试精度，调平角测试精度由4〃提高到了0.5〃。
进一步地，所述第一调平角或第二调平角的计算表达式为：
Figure BDA0002839382440000021
其中，A为第一调平角或第二调平角，N为对应的加表静态输出脉冲，K1为加表标度因数，K0为加表零位。
进一步地，所述惯性测试组合安装在六面体方箱上，所述六面体方箱放置在大理石平板上。
本发明还提供一种调平角测试系统，包括：大理石平板、设于所述大理石平板上的惯性测试组合、以及用于采集加表输出的采集装置；其特征是，还包括：
第一计算单元，用于根据惯性测试组合未旋转时加表静态输出脉冲计算第一调平角；
旋转机构，用于将惯性测试组合旋转180°；
第二计算单元，用于根据惯性测试组合旋转180°后加表静态输出脉冲计算第二调平角；
第三计算单元，用于对所述第一调平角和第二调平角求平均值，得到所求调平角。
进一步地，所述第一调平角或第二调平角的计算表达式为：
Figure BDA0002839382440000022
其中，A为第一调平角或第二调平角，N为对应的加表静态输出脉冲，K1为加表标度因数，K0为加表零位。
有益效果
与现有技术相比，本发明所提供的一种调平角测试方法及系统，消除了大理石水平误差对调平角的测试影响，降低了对大理石平板水平误差精度的要求，节省了大理石平板水平误差调试时间，并提高了调平角的测试精度，调平角测试精度由4〃提高到了0.5〃。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中第一调平角示意图；
其中，1-水平面，2-加表轴线，3-大理石平板平面。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例所提供的一种调平角测试方法，将惯性测试组合安装在六面体方箱上，六面体方箱放置在大理石平板上，具体测试步骤包括：
1、将惯性测试组合通电，并对惯性测试组合进行静态测试，并采集加表的静态输出脉冲。
2、根据步骤1惯性测试组合未旋转时加表静态输出脉冲计算出第一调平角，第一调平角的计算公式为：
Figure BDA0002839382440000031
其中，A1为第一调平角，N1为未旋转时加表静态输出脉冲，K1为加表标度因数，K0为加表零位。
3、将惯性测试组合旋转180°后再对惯性测试组合进行静态测试，并采集加表的静态输出脉冲。
4、根据步骤3惯性测试组合旋转后加表静态输出脉冲计算出第二调平角，第二调平角的计算公式为：
Figure BDA0002839382440000032
其中，A2为第二调平角，N2为旋转180°后加表静态输出脉冲。
5、对第一调平角和所述第二调平角求平均值，得到所求调平角，所求调平角的计算公式为：
Figure BDA0002839382440000041
其中，A为所求调平角。
如图1所示第一调平角示意图，第一调平角A1为加表轴线2与水平面1之间的夹角，即第一调平角A1为大理石的水平误差(即大理石平板平面3与水平面1之间的夹角)和所求调平角(即加表轴线2与大理石平板平面3之间的夹角)之和，传统方法将大理石的水平误差调整在2〃以内，第一调平角A1近似为调平角，但是这对大理石的水平误差精度要求高，大理石平板平面调整时间较长且操作繁琐。将惯性测试组合旋转180°后再进行一次静态测试，计算第二调平角A2，第二调平角A2为所求调平角减去大理石的水平误差；当第一调平角A1与第二调平角A2求和再取平均值时，第一调平角A1与第二调平角A2中的大理石水平误差相互抵消，消除了大理石水平误差对调平角的影响，大理石平板进行一次水平面调试后可保证长期内水平误差在1°以内，惯性测量组合旋转180°的误差也可保证在1°以内。本发明测试方法的测试误差为：
1°*(1-cos(1°)) (4)
通过本发明调平角测试方法，可以使调平角测试误差由4〃降低至0.5〃。
以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种调平角测试方法，其特征在于，包括：
步骤1：对惯性测试组合进行静态测试，并采集加表的静态输出脉冲；
步骤2：根据所述步骤1的静态输出脉冲计算出第一调平角；
步骤3：将所述惯性测试组合旋转180°后再对所述惯性测试组合进行静态测试，并采集加表的静态输出脉冲；
步骤4：根据所述步骤3的静态输出脉冲计算出第二调平角；
步骤5：对所述第一调平角和所述第二调平角求平均值，得到所求调平角。
2.如权利要求1所述的调平角测试方法，其特征在于：所述第一调平角或第二调平角的计算表达式为：
Figure FDA0002839382430000011
其中，A为第一调平角或第二调平角，N为对应的加表静态输出脉冲，K1为加表标度因数，K0为加表零位。
3.如权利要求1或2所述的调平角测试方法，其特征在于：所述惯性测试组合安装在六面体方箱上，所述六面体方箱放置在大理石平板上。
4.一种调平角测试系统，包括：大理石平板、设于所述大理石平板上的惯性测试组合、以及用于采集加表输出的采集装置；其特征在于，还包括：
第一计算单元，用于根据惯性测试组合未旋转时加表静态输出脉冲计算第一调平角；
旋转机构，用于将惯性测试组合旋转180°；
第二计算单元，用于根据惯性测试组合旋转180°后加表静态输出脉冲计算第二调平角；
第三计算单元，用于对所述第一调平角和第二调平角求平均值，得到所求调平角。
5.如权利要求4所述的一种调平角测试系统，其特征在于：所述第一调平角或第二调平角的计算表达式为：
Figure FDA0002839382430000012
其中，A为第一调平角或第二调平角，N为对应的加表静态输出脉冲，K1为加表标度因数，K0为加表零位。
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