CN113865583A - 一种加速度计组合动态安装偏差矩阵确定及补偿方法 - Google Patents

一种加速度计组合动态安装偏差矩阵确定及补偿方法 Download PDF

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CN113865583A CN202110819209.0A CN202110819209A CN113865583A CN 113865583 A CN113865583 A CN 113865583A CN 202110819209 A CN202110819209 A CN 202110819209A CN 113865583 A CN113865583 A CN 113865583A
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Abstract

本发明公开了一种加速度计组合动态安装偏差矩阵确定及补偿方法，根据离心机杆臂转动过程中的转动角度、角速度和角加速度，杆臂的长度，地球重力加速度和地球转速，以及三个正交安装的加速度计输出值等信息，采用最小二乘法实时计算出惯性测量系统相对离心机的安装偏差，通过误差补偿保证了加速度计组合解算的离心机运行轨迹的精确性。

Description

一种加速度计组合动态安装偏差矩阵确定及补偿方法
技术领域
本发明涉及一种加速度计组合动态安装偏差矩阵确定及补偿方法，尤其涉及动态安装偏差矩阵的误差标定和补偿方法，主要用于高精度惯性导航的航空、航天领域。
背景技术
惯性导航广泛应用于导弹、飞机、舰船和兵器等领域，主要作用是实时确定载体相对导航系的位置、速度和姿态信息。在实现上述导航功能的过程中，加速度计的精度直接决定了位置和速度的精度。为实现高精度的导航，必须从硬件上提高加速度计的精度，但由于牵涉到材料、工艺等基础学科，难以在短期内较大幅度提高加速度计的精度。而采取误差补偿的方法可在短期内显著提高加速度计的使用精度。
误差补偿的前提条件是标定出误差系数。目前，基于重力场多位置翻滚试验只能分离出零偏和标度因数等低阶误差项，而分离的二次项、奇二次项、交叉耦合项等高阶误差项置信度较低。为此，开展基于离心机大过载激励的高阶误差项分离方法是一项关键技术。
在开展惯性测量系统离心机试验的过程中，注意到由于安装结构受大过载的影响而发生变化，会对加速度计组合输出有较大影响。如果能辨识出这些误差并实时补偿可大幅度提高加速度计的误差系数标定精度，但如何有效地辨识出这些误差是一个关键技术。
为此，需要研究一种加速度计组合动态安装偏差矩阵确定及补偿方法，以通过误差补偿提高加速度计的误差系数标定精度，进而提高惯性导航的精度。
发明内容
本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种加速度计组合动态安装偏差矩阵确定及补偿方法，计算出惯性测量系统相对离心机的安装偏差，通过误差补偿保证了加速度计组合解算的离心机运行轨迹的精确性。
本发明的技术方案是：一种加速度计组合动态安装偏差矩阵确定及补偿方法，该方法包括如下步骤：
S1、建立惯性测量系统加速度计动态安装偏差矩阵误差测试系统：在离心机杆臂的一侧末端安装一个反转平台，惯性测量系统安装在反转平台上，另一侧安装配重用于平衡反转平台和惯性测量系统的质量和，反转平台转动时相对离心机杆臂的转速
Figure BDA0003171406110000021
与离心机杆臂相对于地面的转速
Figure BDA0003171406110000022
为相反数，即
Figure BDA0003171406110000023
ω为离心机基座的转速；
S2、进行加速度计动态安装偏差矩阵误差测试：驱动离心机杆臂绕基座高速转动形成向心加速度，该向心加速度为安装在离心机杆臂上的惯性测量系统的激励；
S3、根据离心机杆臂转动过程中的转动角度、角速度和角加速度，离心机杆臂的长度，地球重力加速度和地球转速，计算得到按采样时刻tk，k＝1,2,…,N排列的反转平台无安装偏差时，惯性测量系统本体坐标系三轴视加速度输出值矩阵：
Figure BDA0003171406110000024
S4、测量出的惯性测量系统三轴加速度计组合实际的视加速度输出值按时间序列tk，k＝1,2,…,N排列的矩阵为：
Figure BDA0003171406110000025
式中，fbx,k、fby,k、fbz,k为采样时刻tk惯性测量系统加速度计组合实际输出值；
S5、比较反转平台无安装偏差时的惯性测量系统本体坐标系三轴视加速度输出值矩阵与惯性测量系统三轴加速度计组合实际的视加速度输出值按时间序列tk，k＝1,2,…,N排列的矩阵，采用最小二乘法求解惯性测量系统相对于反转平台的动态安装偏差矩阵；
S6、根据步骤S5计算的惯性测量系统相对于反转平台的动态安装偏差矩阵，进行三轴加速度计组合的误差补偿，实现高精度的加速度计输出。
离心机基座坐标系与东北天地理坐标系Oxeyeze重合，其中，Oxe指东、Oye指北、Oze指天，三者满足右手坐标系；
离心机杆臂坐标系为Oxpypzp，其中，Oxp与杆臂重合并指向外、Oyp与杆臂垂直并处于水平面内、Ozp指天，三者满足右手坐标系；
反转平台坐标系为Qxqyqzq，其中，Oxq与Oyq处于水平面内、Ozq指天，三者满足右手坐标系；
惯性测量系统坐标系为Qxbybzb，该坐标系与反转平台坐标系Qxqyqzq坐标轴方向相同。
所述步骤S3的具体实现为：
S3.1、测量得到每个采样时刻tk离心机杆臂相对于基座的转动角度φk；
S3.2、计算得到每个采样时刻tk离心机杆臂相对于基座转动时的角速度ωk和角加速度αk；
S3.3、根据离心机杆臂转动过程中的转动角度、角速度和角加速度，杆臂的长度，地球重力加速度和地球转速，计算惯性测量系统相对于反转平台无安装偏差时加速度计组合惯性测量系统本体坐标系三轴视加速度理论输出值；
S3.4、将步骤S3.3计算得到的每个采样时刻tk对应的反转平台无安装偏差时的惯性测量系统本体坐标系三轴视加速度输出值按列排列，得到反转平台无安装偏差时的惯性测量系统本体坐标系三轴视加速度输出值矩阵F。
所述步骤S3.3的计算公式为：
Figure BDA0003171406110000041
式中，fqx,k、fqy,k、fqz,k为tk时刻惯性测量系统相对于反转平台无安装偏差时的加速度计组合惯性测量系统本体坐标系三轴视加速度理论输出值。
在步骤S3.2中，采样时刻tk离心机杆臂相对于基座转动时的角速度ωk计算方法为
Figure BDA0003171406110000042
其中，ΔT为相邻采样时刻间隔，
Figure BDA0003171406110000043
为采样时刻tk离心机杆臂相对于基座的转动角度φk，φk+1为下一采样时刻tk+1＝tk+ΔT离心机杆臂相对于基座的转动角度。
在步骤S3.2中，采样时刻tk离心机杆臂相对于基座转动时的角加速度αk计算方法为：
Figure BDA0003171406110000044
其中，ΔT为相邻采样时刻间隔，ωk为采样时刻tk离心机杆臂相对于基座的转动角速度，ωk+1为下一采样时刻tk+1＝tk+ΔT离心机杆臂相对于基座的转动角速度。
所述惯性测量系统相对于反转平台的动态安装偏差矩阵
Figure BDA0003171406110000045
计算公式如下：
Figure BDA0003171406110000046
所述步骤S6中的补偿公式为：
Figure BDA0003171406110000051
式中，
Figure BDA0003171406110000052
为动态安装偏差矩阵
Figure BDA0003171406110000053
的逆矩阵，abx,k、aby,k、abz,k为tk时刻经补偿后的惯性测量系统加速度计组合三轴视加速度输出值。
本发明与现有技术相比的优点如下：
(1)、本发明给出的一种基于离心机激励条件下惯性测量系统加速度计动态安装偏差矩阵计算方法，辨识出了杆臂静止条件下无法辨识的动态安装偏差，有利于提高离心机测试方法的准确性；
(2)、本发明给出的一种基于离心机激励条件下惯性测量系统加速度计动态安装偏差矩阵计算方法，根据辨识出的杆臂动态安装偏差矩阵进行补偿后，可有效消除动态安装误差的影响，为提高惯性测量系统加速度计组合的误差标定奠定基础；
(3)、本发明给出了一种基于离心机激励条件下惯性测量系统加速度计动态安装偏差矩阵计算方法，可为分离离心机转动过程中的动态半径等参数提供依据。
附图说明
图1为惯性测量系统放置在离心机反转平台上的示意图；
图2为本发明示例中离心机杆臂转动的角度；
图3为本发明示例中离心机杆臂转动的角速度；
图4为本发明示例中离心机杆臂转动的角加速度；
图5为本发明示例中计算的视加速度fqx、fqy、fqz理论输出值；
图6为本发明示例中实际测量的视加速度fbx、fby、fbz输出值；
图7为本发明示例中实际测量的视加速度输出值与理论值的差值；
图8为本发明示例中经补偿后的视加速度fax、fay、faz输出值；
图9为本发明示例中实际测量的视加速度输出值与补偿后的视加速度值的差值；
图10为本发明加速度计组合动态安装偏差矩阵确定及补偿方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
本发明提供了一种加速度计组合动态安装偏差矩阵确定及补偿方法，该方法根据离心机杆臂转动过程中的转动角度、角速度和角加速度，杆臂的长度，地球重力加速度和地球转速，以及三个正交安装的加速度计输出值等信息，采用最小二乘法实时计算出惯性测量系统相对离心机的安装偏差。具体步骤如下：
S1、建立惯性测量系统加速度计动态安装偏差矩阵误差测试系统：在离心机杆臂2的一侧末端安装一个反转平台4，惯性测量系统3安装在反转平台4上，另一侧安装配重5用于平衡反转平台和惯性测量系统的质量和，反转平台4转动时相对离心机杆臂2的转速
Figure BDA0003171406110000061
与离心机杆臂2相对于地面的转速
Figure BDA0003171406110000062
为相反数，即
Figure BDA0003171406110000063
其中，ω为离心机基座1的转速；
离心机基座1坐标系与东北天地理坐标系Oxeyeze重合，其中，Oxe指东、Oye指北、Oze指天，三者满足右手坐标系；
离心机杆臂2坐标系为Oxpypzp，其中，Oxp与杆臂重合并指向外、Oyp与杆臂垂直并处于水平面内、Ozp指天，三者满足右手坐标系；
反转平台4坐标系为Qxqyqzq，其中，Oxq与Oyq处于水平面内、Ozq指天，三者满足右手坐标系；
惯性测量系统3坐标系为Qxbybzb，该坐标系与反转平台4坐标系Qxqyqzq坐标轴方向相同。
离心机所处位置的纬度为L、重力加速度为g、高度为h、地球转速为ωie，离心机杆臂2的长度为2R。在离心机大过载作用时，由于惯性测量系统基座安装应力的作用或惯性平台漂移使得惯性测量系统中的加速度计组合相对于反转平台4的初始安装位置发生了变化，该变化会直接影响加速度计的输出。
S2、进行加速度计动态安装偏差矩阵误差测试：驱动离心机杆臂2绕基座1高速转动形成向心加速度，该向心加速度为安装在离心机杆臂2上的惯性测量系统3的激励；作为优选方案，所述激励大于等于5g。
S3、根据离心机杆臂转动过程中的转动角度、角速度和角加速度，杆臂的长度，地球重力加速度和地球转速，计算得到按采样时刻tk，k＝1,2,…,N排列的反转平台4无安装偏差时的惯性测量系统本体坐标系三轴视加速度输出值矩阵：
Figure BDA0003171406110000071
具体为：
S3.1、测量得到每个采样时刻tk离心机杆臂2相对于基座1的转动角度φk；
S3.2、计算得到每个采样时刻tk离心机杆臂2相对于基座1转动时的角速度ωk和角加速度αk；
采样时刻tk离心机杆臂2相对于基座1转动时的角速度ωk计算方法为
Figure BDA0003171406110000072
其中，ΔT为相邻采样时刻间隔，
Figure BDA0003171406110000073
为采样时刻tk离心机杆臂2相对于基座1的转动角度φk，φk+1为下一采样时刻tk+1＝tk+ΔT离心机杆臂2相对于基座1的转动角度。
采样时刻tk离心机杆臂2相对于基座1转动时的角加速度αk计算方法为：
Figure BDA0003171406110000074
其中，ΔT为相邻采样时刻间隔，ωk为采样时刻tk离心机杆臂2相对于基座1的转动角速度，ωk+1为下一采样时刻tk+1＝tk+ΔT离心机杆臂2相对于基座1的转动角速度。
S3.3、根据离心机杆臂转动过程中的转动角度、角速度和角加速度，杆臂的长度，地球重力加速度和地球转速，计算惯性测量系统3相对于反转平台4无安装偏差时加速度计组合惯性测量系统本体坐标系三轴视加速度理论输出值；
计算公式为：
Figure BDA0003171406110000081
式中，fqx,k、fqy,k、fqz,k为tk时刻惯性测量系统3相对于反转平台4无安装偏差时的加速度计组合惯性测量系统本体坐标系三轴视加速度理论输出值。
加速度计组合包括在惯性测量系统本体坐标系上安装的三个加速度计，且三个加速度计两两正交安装。
S3.4、将步骤S3.3计算得到的每个采样时刻tk对应的反转平台4无安装偏差时的惯性测量系统本体坐标系三轴视加速度输出值按列排列，得到反转平台4无安装偏差时的惯性测量系统本体坐标系三轴视加速度输出值矩阵F。
S4、测量出的惯性测量系统三轴加速度计组合实际的视加速度输出值按时间序列tk，k＝1,2,…,N排列的矩阵为：
Figure BDA0003171406110000082
式中，fbx,k、fby,k、fbz,k为采样时刻tk惯性测量系统3加速度计组合实际输出值；
S5、比较反转平台4无安装偏差时的惯性测量系统本体坐标系三轴视加速度输出值矩阵与惯性测量系统三轴加速度计组合实际的视加速度输出值按时间序列tk，k＝1,2,…,N排列的矩阵，采用最小二乘法求解惯性测量系统3相对于反转平台4的动态安装偏差矩阵；
所述惯性测量系统3相对于反转平台4的动态安装偏差矩阵
Figure BDA0003171406110000091
计算公式如下：
Figure BDA0003171406110000092
S6、根据步骤S5计算的惯性测量系统3相对于反转平台4的动态安装偏差矩阵，进行三轴加速度计组合的误差补偿，实现高精度的加速度计输出。
补偿公式为
Figure BDA0003171406110000093
式中，
Figure BDA0003171406110000094
为动态安装偏差矩阵
Figure BDA0003171406110000095
的逆矩阵，abx,k、aby,k、abz,k为tk时刻经补偿后的惯性测量系统3加速度计组合三轴视加速度输出值。
实施例：
为形象说明本发明提供的基于离心机激励条件下惯性测量系统加速度计动态安装偏差矩阵计算方法，优选的实施例为：
设离心机的臂长2R＝6m，惯性测量系统放置在离心机的反转平台上，如图1所示。在某次试验中，离心机转动角度的采样时间为ΔT＝0.02s，运行时间为255s，数据总数N＝12750。转动角度φ如图2所示，单位为(°)。图3为依据本发明权利要求2计算的角速度ω如所示，单位为(°/s)。图4为依据本发明权利要求3计算的角速度α如所示，单位为(°/s2)。
已知当地重力加速度g和纬度L的值，根据公式计算的惯性测量系统3相对于反转平台4无安装偏差时的视加速度fqx、fqy、fqz输出值如图5所示。但实际测量的视加速度fbx、fby、fbz输出值如图6所示。二者在200s至255s时间段内的差值如图7所示，图中，dfx＝fbx-fqx，dfy＝fby-fqy，dfz＝fbz-fqz，可以看出，存在交变的误差，dfx和dfy中交变误差最大值可达0.5g，dfz中交变误差最大值可达0.3g，理论模型不能精确描述加速度计的输出。
为此，采用本发明的辨识偏差矩阵方法，依据公式(4)求解的矩阵为
Figure BDA0003171406110000101
依据公式
Figure BDA0003171406110000102
求解的补偿后的视加速度fax、fay、faz如图8所示,与fqx、fqy、fqz的差值如图9所示。比较图9与图7，可以看出，明显消除了交变误差，说明本发明方法可以很好的复现出惯性测量系统加速度计组合存在动态安装偏差时的运动过程。
上述实施例可以验证本发明的基于离心机激励条件下惯性测量系统加速度计动态安装偏差矩阵计算方法正确，有利于实现惯性测量系统加速度计组合的高精度误差标定，图10为实现本发明的流程图。
以上所述，仅为本发明一个具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.一种加速度计组合动态安装偏差矩阵确定及补偿方法，其特征在于包括如下步骤：
S1、建立惯性测量系统加速度计动态安装偏差矩阵误差测试系统：在离心机杆臂(2)的一侧末端安装一个反转平台(4)，惯性测量系统(3)安装在反转平台(4)上，另一侧安装配重(5)用于平衡反转平台和惯性测量系统的质量和，反转平台(4)转动时相对离心机杆臂(2)的转速
Figure FDA0003171406100000011
与离心机杆臂(2)相对于地面的转速
Figure FDA0003171406100000012
为相反数，即
Figure FDA0003171406100000013
ω为离心机基座(1)的转速；
S2、进行加速度计动态安装偏差矩阵误差测试：驱动离心机杆臂(2)绕基座(1)高速转动形成向心加速度，该向心加速度为安装在离心机杆臂(2)上的惯性测量系统(3)的激励；
S3、根据离心机杆臂转动过程中的转动角度、角速度和角加速度，离心机杆臂的长度，地球重力加速度和地球转速，计算得到按采样时刻tk，k＝1,2,…,N排列的反转平台(4)无安装偏差时，惯性测量系统本体坐标系三轴视加速度输出值矩阵：
Figure FDA0003171406100000014
S4、测量出的惯性测量系统三轴加速度计组合实际的视加速度输出值按时间序列tk，k＝1,2,…,N排列的矩阵为：
Figure FDA0003171406100000015
式中，fbx,k、fby,k、fbz,k为采样时刻tk惯性测量系统(3)加速度计组合实际输出值；
S5、比较反转平台(4)无安装偏差时的惯性测量系统本体坐标系三轴视加速度输出值矩阵与惯性测量系统三轴加速度计组合实际的视加速度输出值按时间序列tk，k＝1,2,…,N排列的矩阵，采用最小二乘法求解惯性测量系统(3)相对于反转平台(4)的动态安装偏差矩阵；
S6、根据步骤S5计算的惯性测量系统(3)相对于反转平台(4)的动态安装偏差矩阵，进行三轴加速度计组合的误差补偿，实现高精度的加速度计输出。
2.根据权利要求1所述的一种加速度计组合动态安装偏差矩阵确定及补偿方法，其特征在于：
离心机基座(1)坐标系与东北天地理坐标系Oxeyeze重合，其中，Oxe指东、Oye指北、Oze指天，三者满足右手坐标系；
离心机杆臂(2)坐标系为Oxpypzp，其中，Oxp与杆臂重合并指向外、Oyp与杆臂垂直并处于水平面内、Ozp指天，三者满足右手坐标系；
反转平台(4)坐标系为Qxqyqzq，其中，Oxq与Oyq处于水平面内、Ozq指天，三者满足右手坐标系；
惯性测量系统(3)坐标系为Qxbybzb，该坐标系与反转平台(4)坐标系Qxqyqzq坐标轴方向相同。
3.根据权利要求1所述的一种加速度计组合动态安装偏差矩阵确定及补偿方法，其特征在于所述步骤S3的具体实现为：
S3.1、测量得到每个采样时刻tk离心机杆臂(2)相对于基座(1)的转动角度φk；
S3.2、计算得到每个采样时刻tk离心机杆臂(2)相对于基座(1)转动时的角速度ωk和角加速度αk；
S3.3、根据离心机杆臂转动过程中的转动角度、角速度和角加速度，杆臂的长度，地球重力加速度和地球转速，计算惯性测量系统(3)相对于反转平台(4)无安装偏差时加速度计组合惯性测量系统本体坐标系三轴视加速度理论输出值；
S3.4、将步骤S3.3计算得到的每个采样时刻tk对应的反转平台(4)无安装偏差时的惯性测量系统本体坐标系三轴视加速度输出值按列排列，得到反转平台(4)无安装偏差时的惯性测量系统本体坐标系三轴视加速度输出值矩阵F。
4.根据权利要求1所述的一种加速度计组合动态安装偏差矩阵确定及补偿方法，其特征在于所述步骤S3.3的计算公式为：
Figure FDA0003171406100000031
式中，fqx,k、fqy,k、fqz,k为tk时刻惯性测量系统(3)相对于反转平台(4)无安装偏差时的加速度计组合惯性测量系统本体坐标系三轴视加速度理论输出值。
5.根据权利要求1所述的一种加速度计组合动态安装偏差矩阵确定及补偿方法，其特征在于：在步骤S3.2中，采样时刻tk离心机杆臂(2)相对于基座(1)转动时的角速度ωk计算方法为
Figure FDA0003171406100000032
其中，ΔT为相邻采样时刻间隔，
Figure FDA0003171406100000033
为采样时刻tk离心机杆臂(2)相对于基座(1)的转动角度φk，φk+1为下一采样时刻tk+1＝tk+ΔT离心机杆臂(2)相对于基座(1)的转动角度。
6.根据权利要求1所述的一种加速度计组合动态安装偏差矩阵确定及补偿方法，其特征在于：在步骤S3.2中，采样时刻tk离心机杆臂(2)相对于基座(1)转动时的角加速度αk计算方法为：
Figure FDA0003171406100000034
其中，ΔT为相邻采样时刻间隔，ωk为采样时刻tk离心机杆臂(2)相对于基座(1)的转动角速度，ωk+1为下一采样时刻tk+1＝tk+ΔT离心机杆臂(2)相对于基座(1)的转动角速度。
7.根据权利要求1所述的一种加速度计组合动态安装偏差矩阵确定及补偿方法，其特征在于所述惯性测量系统(3)相对于反转平台(4)的动态安装偏差矩阵
Figure FDA0003171406100000041
计算公式如下：
Figure FDA0003171406100000042
8.根据权利要求1所述的一种加速度计组合动态安装偏差矩阵确定及补偿方法，其特征在于所述步骤S6中的补偿公式为
Figure FDA0003171406100000043
式中，
Figure FDA0003171406100000044
为动态安装偏差矩阵
Figure FDA0003171406100000045
的逆矩阵，abx,k、aby,k、abz,k为tk时刻经补偿后的惯性测量系统(3)加速度计组合三轴视加速度输出值。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114427870A (zh) * 2022-01-12 2022-05-03 北京航天控制仪器研究所 一种离心机速率精度自标定自补偿方法
CN114889843A (zh) * 2022-05-17 2022-08-12 中国工程物理研究院总体工程研究所 一种离心机轴向与切向过载输出高精度测算方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007155584A (ja) * 2005-12-07 2007-06-21 Japan Agengy For Marine-Earth Science & Technology 慣性航法システム
WO2013131471A1 (zh) * 2012-03-06 2013-09-12 武汉大学 一种惯性测量单元的快速标定方法
CN104019828A (zh) * 2014-05-12 2014-09-03 南京航空航天大学 高动态环境下惯性导航系统杆臂效应误差在线标定方法
CN109029502A (zh) * 2018-07-27 2018-12-18 北京航天控制仪器研究所 一种惯性平台系统石英加速度计输出值确定方法
CN110221332A (zh) * 2019-04-11 2019-09-10 同济大学 一种车载gnss/ins组合导航的动态杆臂误差估计和补偿方法
CN111780751A (zh) * 2020-06-10 2020-10-16 北京航天控制仪器研究所 一种信息冗余的提高惯性制导精度方法
CN111781400A (zh) * 2020-07-10 2020-10-16 哈尔滨工业大学 一种标定加速度计高阶误差系数的方法
CN112611887A (zh) * 2020-12-11 2021-04-06 北京航天控制仪器研究所 一种基于模型参数辨识的陀螺加速度计输出补偿方法
CN112698055A (zh) * 2021-03-24 2021-04-23 伸瑞科技（北京）有限公司 加速度计在精密离心机上的参数标定方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007155584A (ja) * 2005-12-07 2007-06-21 Japan Agengy For Marine-Earth Science & Technology 慣性航法システム
WO2013131471A1 (zh) * 2012-03-06 2013-09-12 武汉大学 一种惯性测量单元的快速标定方法
CN104019828A (zh) * 2014-05-12 2014-09-03 南京航空航天大学 高动态环境下惯性导航系统杆臂效应误差在线标定方法
CN109029502A (zh) * 2018-07-27 2018-12-18 北京航天控制仪器研究所 一种惯性平台系统石英加速度计输出值确定方法
CN110221332A (zh) * 2019-04-11 2019-09-10 同济大学 一种车载gnss/ins组合导航的动态杆臂误差估计和补偿方法
CN111780751A (zh) * 2020-06-10 2020-10-16 北京航天控制仪器研究所 一种信息冗余的提高惯性制导精度方法
CN111781400A (zh) * 2020-07-10 2020-10-16 哈尔滨工业大学 一种标定加速度计高阶误差系数的方法
CN112611887A (zh) * 2020-12-11 2021-04-06 北京航天控制仪器研究所 一种基于模型参数辨识的陀螺加速度计输出补偿方法
CN112698055A (zh) * 2021-03-24 2021-04-23 伸瑞科技（北京）有限公司 加速度计在精密离心机上的参数标定方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114427870A (zh) * 2022-01-12 2022-05-03 北京航天控制仪器研究所 一种离心机速率精度自标定自补偿方法
CN114427870B (zh) * 2022-01-12 2023-07-28 北京航天控制仪器研究所 一种离心机速率精度自标定自补偿方法
CN114889843A (zh) * 2022-05-17 2022-08-12 中国工程物理研究院总体工程研究所 一种离心机轴向与切向过载输出高精度测算方法
CN114889843B (zh) * 2022-05-17 2024-06-07 中国工程物理研究院总体工程研究所 一种离心机轴向与切向过载输出高精度测算方法

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