CN112747732A - 一种陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法，包含步骤：S1、在星上计算航天器本体相对于基准系的基准系三轴角速度；S2、基于所述基准系三轴角速度生成三轴陀螺角速度积分值并遥测下传至地面；S3、基于所述三轴陀螺角速度积分值计算航天器三轴Allan方差，分别对所述三轴的Allan方差进行拟合，得到航天器三轴角速率随机游走系数及速率斜坡系数。本发明中在星上计算每个积分周期末节拍的三轴陀螺角速度积分值并下传至地面，大大减少了地面的数据处理量，且计算得到的航天器三轴角速率随机游走系数及速率斜坡系数满足高精度需求。

Description

一种陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法

技术领域

本发明涉及航天器姿态轨道控制系统技术领域，具体涉及一种陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法。

背景技术

高精度光学陀螺(光纤陀螺、激光陀螺等)作为航天器姿轨控系统的关键测量部件，与高精度姿态基准(如星敏感器)结合使用，可将航天器姿态确定精度提高一个数量级以上；由于陀螺不受视场干扰，动态范围大，响应时间短，因此还可大大提升航天器姿态数据的有效性，增强航天器针对高动态的响应能力。

光纤陀螺的工作原理是通过光纤线圈产生sagnac(萨格纳克)效应来敏感旋转角速度。一般来讲，按照采样相关时间依次变长，光纤陀螺主要误差包括五项：量化噪声，角随机游走，零偏不稳定，角速率随机游走，速率斜坡。

光纤陀螺随机噪声的分析方法主要包括Allan方差法和国军标法(GJB2426A-2004.光纤陀螺仪测试方法)，其中，Allan方差法理论上可以得到上述所有五项误差参数，而国军标法仅能得到前三项。由于Allan方差法需要具有极大的数据量才能准确辨识所有参数，比如要想准确辨识速率斜坡参数，需要光纤陀螺寿命期内的所有数据，不太具有现实可操作性。实际应用时，Allan方差法中基于相关时间建立拟合函数，该拟合函数中每一项的系数对应一项误差，对该拟合函数中的各项系数进行估计。用于系数估计的数据时间长度为“天”的量级，Allan方差法和国军标法处理得到的光纤陀螺参数一致，有人统计两者计算的量化噪声系数，角随机游走系数，零偏不稳定性系数误差均在2％以内，两者在工程应用上具有等效性。而目前对角速率随机游走噪声和速率斜坡噪声的认识和很不充分，工程上也还没有精确获取其参数。

角速率随机游走产生机理仍不明确，已经对高精度姿态确定和高精度导航产生影响，需要对该参数进行量化分析，并进一步分析其产生机理。目前，文献中采用Allan方差对光纤陀螺进行数据分析时，一般均只有不到5小时的数据，随着光纤陀螺精度不断提高，角速率随机游走所对应的相关时间越长。

在采样频率不变的情况下，相应地就需要越来越多的采样数据；采用数据越多，得到准确的角速率随机游走系数(与相关时间有关)的误差范围就越小。

速率斜坡引起的误差严格来讲不是随机误差，对于每个陀螺表头来说是固定值，而且对姿态确定和导航精度的提高几乎没有作用(1s相关时间其误差为1.5×10-7°/s量级，远小于其他类型的误差)，但是，研究速率斜坡，对于研究并提高陀螺数据一致性，提高陀螺仪寿命有帮助。

随着航天器姿态确定精度需求的不断提升，迫切需要了解陀螺所有误差来源及量级大小，为后续陀螺误差建模，在轨应用，陀螺性能评估，陀螺单机性能提升等提供依据。

目前，最经济的解决办法是基于光纤陀螺长期在轨数据来分析并获得其角速率随机游走和速率斜坡系数。考虑到光纤陀螺的在轨应用情况，受陀螺和姿态基准之间的热变形、航天器工作模式变化的影响，光纤陀螺数据表现为非白噪声特性，光纤陀螺地面数据处理时需要剔除相关影响，地面处理过程复杂，工程可操作性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法，通过将星上数据处理和地面数据处理相结合，以较小的地面数据处理工作量，得到光纤陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数。

为了达到上述目的，本发明提供一种陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法，包含步骤：

S1、在星上计算航天器本体相对于基准系的基准系三轴角速度；

S2、基于所述基准系三轴角速度生成三轴陀螺角速度积分值并遥测下传至地面；

S3、基于所述三轴陀螺角速度积分值计算航天器三轴Allan方差，分别对所述三轴的Allan方差进行拟合，得到航天器三轴角速率随机游走系数及速率斜坡系数。

优选的，步骤S1包含：

计算第t积分周期的第k积分节拍下航天器本体相对于基准系的基准系x、y、z轴角速度数据ω_xt_JZ(k)、ω_yt_JZ(k)、ω_zt_JZ(k)：

其中：t∈[0,L]，L为整数；ω_ixt(k)、ω_iyt(k)、ω_izt(k)分别为第t积分周期的第k积分节拍下陀螺测量的航天器本体相对于惯性系的惯性系x、y、z轴角速度；

B_x(t)、B_y(t)、B_z(t)分别为第t积分周期的第k积分节拍下星上实时估计x、y、z轴角速度常值漂移；B_x(0)、B_y(0)、B_z(0)均为0；

A_bJZ为基准坐标系到航天器本体系的姿态转移矩阵；

ω_0xt(k)、ω_0yt(k)、ω_0zt(k)分别为第t积分周期的第k积分节拍下基准坐标系相对惯性系的x、y、z轴角速度；一个积分周期的时长为T，一个积分节拍的时长为ts；ω_0xt(0)、ω_0yt(0)、ω_0zt(0)均为0。

优选的，步骤S2包含：

S21、计算第t积分周期的第k积分节拍下的三轴陀螺积分值；

x_t_download(k)＝Bxx_t(k)-(X_t(k)-X_t(0))；(2)

y_t_download(k)＝Byy_t(k)-(Y_t(k)-Y_t(0))；(3)

z_t_download(k)＝Bzz_t(k)-(Z_t(k)-Z_t(0))；(4)

x_t_download(k)、y_t_download(k)、z_t_download(k)分别表示第t积分周期的第k积分节拍的x、y、z轴陀螺积分值；Bxx_t(k)、Byy_t(k)、Bzz_t(k)分别表示第t积分周期的第k积分节拍的x、y、z轴陀螺角速度积分值；X_t(0)、Y_t(0)、Z_t(0)分别为第t积分周期的第0积分节拍的x、y、z轴姿态角；X_t(k)、Y_t(k)、Z_t(k)分别为第t积分周期的第k积分节拍的x、y、z轴姿态角；

S22、将

遥测输出至地面。

优选的，步骤S21中Bxx_t(k)、Byy_t(k)、Bzz_t(k)的计算方法为：

Bxx_t(k)＝Bxx_t(k-1)+ts·ω_xt_JZ(k)

Byy_t(k)＝Byy_t(k-1)+ts·ω_yt_JZ(k)；

Bzz_t(k)＝Bzz_t(k-1)+ts·ω_zt_JZ(k)

其中

Bxx_t(0)、Byy_t(0)、Bzz_t(0)均为0。

优选的，B_x(t+1)、B_y(t+1)、B_z(t+1)的计算方法包含步骤：

F1、计算第t积分周期内三轴姿态角度差：

其中：ΔX_t、ΔY_t、ΔZ_t分别为第t积分周期内x、y、z轴的姿态角度差；

X_{t_(0)}、Y_{t_(0)}、Z_{t_(0)}分别为第t积分周期的第0积分节拍的x、y、z轴姿态角；

分别为第t积分周期的第

积分节拍的x、y、z轴姿态角；

F2、更新陀螺常值漂移

其中K∈(0,1]为修正系数；B_x(0)、B_y(0)、B_z(0)均为0。

优选的，ω_0xt(k)、ω_0yt(k)、ω_0zt(k)的计算方法为：

H1、计算第t积分周期的第k积分节拍与第k-1积分节拍之间的惯性系到基准系四元数变化量

其中：

其中：

为四元数乘法；

q_iJZt(k)为第t积分周期的第k积分节拍的惯性系到基准系四元数；

q_iJZt(k-1)为第t积分周期的第k-1积分节拍的惯性系到基准系四元数；

H2、若

则：

若

则：

优选的，步骤S3包含基于

计算航天器x轴Allan方差，分别对x轴Allan方差进行拟合，得到航天器x轴的角速率随机游走系数及速率斜坡系数，具体包含步骤：

S31、将

依序分组，t∈[0,L]，每组包含m个数据，其中m∈[1,M]；且M＜L/2；对

求平均值得到

S32、计算相关时间τ_m下，航天器x轴上的Allan方差：

σ² _xm为航天器x轴上高精度姿态基准测量方差；τ_m＝mT；

S33、计算航天器x轴的角速率随机游走系数及速率斜坡系数：

计算σ_x ²(τ_m)＝A_0x+A_1xτ_m+A_2xτ_m ²的拟合系数A_0x、A_1x、A_2x；其中，A_0x为x轴零偏不稳定系数；A_1x为待拟合的x轴角速率随机游走系数；A_2x为待拟合的x轴速率斜坡系数，m∈[1,M]；且M＜L/2。

优选的，步骤S3还包含基于

计算航天器y轴Allan方差，对y轴Allan方差进行拟合，得到航天器y轴的角速率随机游走系数及速率斜坡系数，具体包含步骤：

S34、将

依序分组，t∈[0,L]，每组包含m个数据，其中m∈[1,M]；且M＜L/2；对

求平均值得到

S35、计算相关时间τ_m下，航天器y轴上的Allan方差：

σ² _ym为航天器y轴姿态基准测量方差；τ_m＝mT；

S36、计算航天器y轴的角速率随机游走系数及速率斜坡系数：

计算σ_y ²(τ_m)＝A_0y+A_1yτ_m+A_2yτ_m ²的拟合系数A_0y、A_1y、A_2y；其中，A_0y为y轴零偏不稳定系数；A_1y为待拟合的y轴角速率随机游走系数；A_2y为待拟合的y轴速率斜坡系数，m∈[1,M]；且M＜L/2。

优选的，步骤S3还包含基于

计算航天器z轴Allan方差，分别对z轴Allan方差进行拟合，得到航天器z轴角速率随机游走系数及速率斜坡系数，具体包含步骤：

S37、将

依序分组，t∈[0,L]，每组包含m个数据，其中m∈[1,M]；且M＜L/2；对

求平均值得到

S38、计算相关时间τ_m下，航天器z轴上的Allan方差：

σ² _zm为航天器z轴姿态基准测量方差；τ_m＝mT；

S39、计算航天器z轴的角速率随机游走系数及速率斜坡系数：

计算σ_z ²(τ_m)＝A_0z+A_1zτ_m+A_2zτ_m ²的拟合系数A_0z、A_1z、A_2z；其中，A_0z为z轴零偏不稳定系数；A_1z为待拟合的z轴角速率随机游走系数；A_2z为待拟合的z轴速率斜坡系数，m∈[1,M]；且M＜L/2。

优选的，若陀螺安装基准面的形变周期等于航天器的轨道周期，则T为航天器的轨道周期时长；否则，T大于3600秒。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1)本发明的陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法，不需要对陀螺产品进行全寿命测试，大大节约了时间和经济成本；

2)本发明基于在轨数据来分析陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数，具有比较重要现实意义；

3)本发明中，采用星上计算机对三轴陀螺角速度积分值进行采集和处理，可认为是将星载计算机纳入数据处理系统；通过星载计算机直接每个积分周期末节拍地三轴陀螺角速度积分值实时下传，通过地面对下传的数据进行计算，拟合得到航天器三轴角速率随机游走系数及速率斜坡系数。由于星载计算机分担了大部分数据处理和计算资源，不仅可提升陀螺数据信息的实时性，还可大大节约地面计算量和工作量；且计算得到的航天器三轴角速率随机游走系数及速率斜坡系数满足高精度需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明的陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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做出创造性劳动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。

本发明提供一种陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法，其包括星上实时数据处理和地面数据处理两部分。如图1所示，所述方法包含步骤：

S1、在星上计算航天器本体相对于基准系的基准系三轴角速度；步骤S1包含：

计算第t积分周期的第k积分节拍下航天器本体相对于基准系的基准系x、y、z轴角速度数据ω_xt_JZ(k)、ω_yt_JZ(k)、ω_zt_JZ(k)：

其中：t＝0,1,2,…,L，L为整数；ω_ixt(k)、ω_iyt(k)、ω_izt(k)分别为第t积分周期的第k积分节拍下陀螺测量的航天器本体相对于惯性系的惯性系x、y、z轴角速度；一个积分周期的时长为T，一个积分节拍的时长为ts。若陀螺安装基准面的形变周期等于航天器的轨道周期，则T为航天器的轨道周期时长；否则，T大于3600秒。在本发明的实施例中以T＝6000s，陀螺寿命5年计算，则L约为26300。

B_x(t)、B_y(t)、B_z(t)分别为第t积分周期的第k积分节拍下星上实时估计x、y、z轴角速度常值漂移；B_x(0)、B_y(0)、B_z(0)均为0，B_x(t+1)、B_y(t+1)、B_z(t+1)的计算方法包含步骤：

F1、计算第t积分周期内三轴姿态角度差：

其中：ΔX_t、ΔY_t、ΔZ_t分别为第t积分周期内x、y、z轴的姿态角度差；

X_{t_(0)}、Y_{t_(0)}、Z_{t_(0)}分别为第t积分周期的第0积分节拍的x、y、z轴姿态角；

分别为第t积分周期的第

积分节拍的x、y、z轴姿态角；

F2、更新陀螺常值漂移

其中K∈(0,1]为修正系数。

B_x(0)、B_y(0)、B_z(0)均为0。在本发明的实施例中，

分别表示第t积分周期的第

积分节拍(末节拍)的x、y、z轴陀螺角速度积分值；

Bxx_t(k)、Byy_t(k)、Bzz_t(k)分别表示第t积分周期的第k积分节拍的x、y、z轴陀螺角速度积分值；Bxx_t(k)、Byy_t(k)、Bzz_t(k)的计算方法为：

其中

Bxx_t(0)、Byy_t(0)、Bzz_t(0)均为0。

A_bJZ为基准坐标系到航天器本体系的姿态转移矩阵；

ω_0xt(k)、ω_0yt(k)、ω_0zt(k)分别为第t积分周期的第k积分节拍下基准坐标系相对惯性系的x、y、z轴角速度；ω_0xt(0)、ω_0yt(0)、ω_0zt(0)均为0，ω_0xt(k)、ω_0yt(k)、ω_0zt(k)的计算方法为：

H1、计算第t积分周期的第k积分节拍与第k-1积分节拍之间的惯性系到基准系四元数变化量

其中：

其中：

为四元数乘法；

q_iJZt(k)为第t积分周期的第k积分节拍的惯性系到基准系四元数；

q_iJZt(k-1)为第t积分周期的第k-1积分节拍的惯性系到基准系四元数；

H2、若

则：

若

则：

S2、基于所述基准系三轴角速度生成三轴陀螺角速度积分值并遥测下传至地面；步骤S2包含：

S21、计算第t积分周期的第k积分节拍下的三轴陀螺积分值；

x_t_download(k)＝Bxx_t(k)-(X_t(k)-X_t(0))；

y_t_download(k)＝Byy_t(k)-(Y_t(k)-Y_t(0))；

z_t_download(k)＝Bzz_t(k)-(Z_t(k)-Z_t(0))；

x_t_download(k)、y_t_download(k)、z_t_download(k)分别表示第t积分周期的第k积分节拍的x、y、z轴陀螺积分值；X_t(0)、Y_t(0)、Z_t(0)分别为第t积分周期的第0积分节拍的x、y、z轴姿态角；X_t(k)、Y_t(k)、Z_t(k)分别为第t积分周期的第k积分节拍的x、y、z轴姿态角；

S22、将

遥测输出至地面。

步骤S1、S2是星上数据处理部分，步骤S3是地面数据处理部分。星上处理后的数据对本质上是对每个积分周期内的

(大于10000)个陀螺数据进行累加，即以舍弃低相关时间陀螺数据为代价，把寿命期间陀螺数据压缩4个量级以上，减小了地面数据处理量，大大减轻地面数据存储和处理能力需求。

S3、基于所述三轴陀螺角速度积分值计算航天器三轴Allan方差，分别对所述三轴的Allan方差进行拟合，得到航天器三轴角速率随机游走系数及速率斜坡系数。

步骤S3包含基于

计算航天器x轴Allan方差，分别对x轴Allan方差进行拟合，得到航天器x轴的角速率随机游走系数及速率斜坡系数，具体包含步骤：

S31、将

依序分组，t∈[0,L]，每组包含m个数据，其中m∈[1,M]；且M＜L/2；对

求平均值得到

S32、计算相关时间τ_m下，航天器x轴上的Allan方差：

σ² _xm为航天器x轴上高精度姿态基准测量方差；τ_m＝mT；

S33、计算航天器x轴的角速率随机游走系数及速率斜坡系数：

计算σ_x ²(τ_m)＝A_0x+A_1xτ_m+A_2xτ_m ²的拟合系数A_0x、A_1x、A_2x；其中，A_0x为x轴零偏不稳定系数；A_1x为待拟合的x轴角速率随机游走系数；A_2x为待拟合的x轴速率斜坡系数，m∈[1,M]；且M＜L/2。

步骤S3还包含基于

计算航天器y轴Allan方差，对y轴Allan方差进行拟合，得到航天器y轴的角速率随机游走系数及速率斜坡系数，具体包含步骤：

S34、将

依序分组，t∈[0,L]，每组包含m个数据，其中m∈[1,M]；且M＜L/2；对

求平均值得到

S35、计算相关时间τ_m下，航天器y轴上的Allan方差：

σ² _ym为航天器y轴姿态基准测量方差；τ_m＝mT；

S36、计算航天器y轴的角速率随机游走系数及速率斜坡系数：

计算σ_y ²(τ_m)＝A_0y+A_1yτ_m+A_2yτ_m ²的拟合系数A_0y、A_1y、A_2y；其中，A_0y为y轴零偏不稳定系数；A_1y为待拟合的y轴角速率随机游走系数；A_2y为待拟合的y轴速率斜坡系数，m∈[1,M]；且M＜L/2。

步骤S3还包含基于

计算航天器z轴Allan方差，分别对z轴Allan方差进行拟合，得到航天器z轴角速率随机游走系数及速率斜坡系数，具体包含步骤：

S37、将

依序分组，t∈[0,L]，每组包含m个数据，其中m∈[1,M]；且M＜L/2；对

求平均值得到

S38、计算相关时间τ_m下，航天器z轴上的Allan方差：

σ² _zm为航天器z轴姿态基准测量方差；τ_m＝mT；

S39、计算航天器z轴的角速率随机游走系数及速率斜坡系数：

计算σ_z ²(τ_m)＝A_0z+A_1zτ_m+A_2zτ_m ²的拟合系数A_0z、A_1z、A_2z；其中，A_0z为z轴零偏不稳定系数；A_1z为待拟合的z轴角速率随机游走系数；A_2z为待拟合的z轴速率斜坡系数，m∈[1,M]；且M＜L/2。

对与T＝6000s，光纤陀螺量化噪声产生的角速度标准差为1×10^-9°/s量级，角随机游走产生的角速度标准差为1×10^-6°/s量级，零偏不稳定性产生的角速度标准差为1×10^-4°/s量级，角速率随机游走产生的角速度标准差为1×10^-3°/s量级，而速率斜坡产生的角速度标准差为1×10^-3°/s，因此量化噪声和角随机游走随相关时间τ变大而迅速变小引起的标准差可忽略不计。本发明不仅适用于光纤陀螺还适用于激光陀螺。

以上所述，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法，其特征在于，包含步骤：

S1、在星上计算航天器本体相对于基准系的基准系三轴角速度；

S2、基于所述基准系三轴角速度生成三轴陀螺角速度积分值并遥测下传至地面；

S3、基于所述三轴陀螺角速度积分值计算航天器三轴Allan方差，分别对所述三轴的Allan方差进行拟合，得到航天器三轴角速率随机游走系数及速率斜坡系数。

2.如权利要求1所述的陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法，其特征在于，步骤S1包含：

计算第t积分周期的第k积分节拍下航天器本体相对于基准系的基准系x、y、z轴角速度数据ω_xt_JZ(k)、ω_yt_JZ(k)、ω_zt_JZ(k)：

其中：t∈[0,L]，L为整数；ω_ixt(k)、ω_iyt(k)、ω_izt(k)分别为第t积分周期的第k积分节拍下陀螺测量的航天器本体相对于惯性系的惯性系x、y、z轴角速度；

B_x(t)、B_y(t)、B_z(t)分别为第t积分周期的第k积分节拍下星上实时估计x、y、z轴角速度常值漂移；B_x(0)、B_y(0)、B_z(0)均为0；

A_bJZ为基准坐标系到航天器本体系的姿态转移矩阵；

ω_0xt(k)、ω_0yt(k)、ω_0zt(k)分别为第t积分周期的第k积分节拍下基准坐标系相对惯性系的x、y、z轴角速度；一个积分周期的时长为T，一个积分节拍的时长为ts；ω_0xt(0)、ω_0yt(0)、ω_0zt(0)均为0。

3.如权利要求2所述的陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法，其特征在于，步骤S2包含：

S21、计算第t积分周期的第k积分节拍下的三轴陀螺积分值；

x_t_download(k)＝Bxx_t(k)-(X_t(k)-X_t(0))；

y_t_download(k)＝Byy_t(k)-(Y_t(k)-Y_t(0))；

z_t_download(k)＝Bzz_t(k)-(Z_t(k)-Z_t(0))；

x_t_download(k)、y_t_download(k)、z_t_download(k)分别表示第t积分周期的第k积分节拍的x、y、z轴陀螺积分值；Bxx_t(k)、Byy_t(k)、Bzz_t(k)分别表示第t积分周期的第k积分节拍的x、y、z轴陀螺角速度积分值；X_t(0)、Y_t(0)、Z_t(0)分别为第t积分周期的第0积分节拍的x、y、z轴姿态角；X_t(k)、Y_t(k)、Z_t(k)分别为第t积分周期的第k积分节拍的x、y、z轴姿态角；

S22、将

遥测输出至地面。

4.如权利要求3所述的陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法，其特征在于，步骤S21中Bxx_t(k)、Byy_t(k)、Bzz_t(k)的计算方法为：

Bxx_t(k)＝Bxx_t(k-1)+ts·ω_xt_JZ(k)；

Byy_t(k)＝Byy_t(k-1)+ts·ω_yt_JZ(k)；

Bzz_t(k)＝Bzz_t(k-1)+ts·ω_zt_JZ(k)；

其中

Bxx_t(0)、Byy_t(0)、Bzz_t(0)均为0。

5.如权利要求4所述的陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法，其特征在于，B_x(t+1)、B_y(t+1)、B_z(t+1)的计算方法包含步骤：

F1、计算第t积分周期内三轴姿态角度差：

其中：ΔX_t、ΔY_t、ΔZ_t分别为第t积分周期内x、y、z轴的姿态角度差；

X_{t_(0)}、Y_{t_(0)}、Z_{t_(0)}分别为第t积分周期的第0积分节拍的x、y、z轴姿态角；

分别为第t积分周期的第

积分节拍的x、y、z轴姿态角；

F2、更新陀螺常值漂移

其中K∈(0,1]为修正系数；B_x(0)、B_y(0)、B_z(0)均为0。

6.如权利要求5所述的陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法，其特征在于，ω_0xt(k)、ω_0yt(k)、ω_0zt(k)的计算方法为：

H1、计算第t积分周期的第k积分节拍与第k-1积分节拍之间的惯性系到基准系四元数变化量

其中：

其中：

为四元数乘法；

q_iJZt(k)为第t积分周期的第k积分节拍的惯性系到基准系四元数；

q_iJZt(k-1)为第t积分周期的第k-1积分节拍的惯性系到基准系四元数；

H2、若

则：

若

则：

7.如权利要求3所述的陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法，其特征在于，步骤S3包含基于

计算航天器x轴Allan方差，分别对x轴Allan方差进行拟合，得到航天器x轴的角速率随机游走系数及速率斜坡系数，具体包含步骤：

S31、将

依序分组，t∈[0,L]，每组包含m个数据，其中m∈[1,M]；且M＜L/2；对

求平均值得到

J＝[(L+1)/m]；

S32、计算相关时间τ_m下，航天器x轴上的Allan方差：

σ² _xm为航天器x轴上高精度姿态基准测量方差；τ_m＝mT；

S33、计算航天器x轴的角速率随机游走系数及速率斜坡系数：

计算σ_x ²(τ_m)＝A_0x+A_1xτ_m+A_2xτ_m ²的拟合系数A_0x、A_1x、A_2x；其中，A_0x为x轴零偏不稳定系数；A_1x为待拟合的x轴角速率随机游走系数；A_2x为待拟合的x轴速率斜坡系数，m∈[1,M]；且M＜L/2。

8.如权利要求3所述的陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法，其特征在于，步骤S3包含基于

计算航天器y轴Allan方差，对y轴Allan方差进行拟合，得到航天器y轴的角速率随机游走系数及速率斜坡系数，具体包含步骤：

S34、将

依序分组，t∈[0,L]，每组包含m个数据，其中m∈[1,M]；且M＜L/2；对

求平均值得到

J＝[(L+1)/m]；

S35、计算相关时间τ_m下，航天器y轴上的Allan方差：

σ² _ym为航天器y轴姿态基准测量方差；τ_m＝mT；

S36、计算航天器y轴的角速率随机游走系数及速率斜坡系数：

计算σ_y ²(τ_m)＝A_0y+A_1yτ_m+A_2yτ_m ²的拟合系数A_0y、A_1y、A_2y；其中，A_0y为y轴零偏不稳定系数；A_1y为待拟合的y轴角速率随机游走系数；A_2y为待拟合的y轴速率斜坡系数，m∈[1,M]；且M＜L/2。

9.如权利要求3所述的陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法，其特征在于，步骤S3包含基于

计算航天器z轴Allan方差，分别对z轴Allan方差进行拟合，得到航天器z轴角速率随机游走系数及速率斜坡系数，具体包含步骤：

S37、将

依序分组，t∈[0,L]，每组包含m个数据，其中m∈[1,M]；且M＜L/2；对

求平均值得到

J＝[(L+1)/m]；

S38、计算相关时间τ_m下，航天器z轴上的Allan方差：

σ² _zm为航天器z轴姿态基准测量方差；τ_m＝mT；

S39、计算航天器z轴的角速率随机游走系数及速率斜坡系数：

计算σ_z ²(τ_m)＝A_0z+A_1zτ_m+A_2zτ_m ²的拟合系数A_0z、A_1z、A_2z；其中，A_0z为z轴零偏不稳定系数；A_1z为待拟合的z轴角速率随机游走系数；A_2z为待拟合的z轴速率斜坡系数，m∈[1,M]；且M＜L/2。

10.如权利要求1所述的陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法，其特征在于，若陀螺安装基准面的形变周期等于航天器的轨道周期，则T为航天器的轨道周期时长；否则，T大于3600秒。

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