CN116625361B - 基于误差温度补偿的惯性陀螺误差修正方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及惯性导航技术领域,公开了一种基于误差温度补偿的惯性陀螺误差修正方法及系统,用于提升惯性导航系统的温度适应性并进一步提升惯性导航系统的预测精度。方法包括:对目标惯导系统进行经纬度误差数据分析及等效漂移误差分析,生成等效漂移误差数据;进行第一误差模型构建得到第一误差模型;对目标惯导系统进行第二误差模型构建,得到第二误差模型;对每个温度数据进行误差数据计算,得到每个温度数据对应的等效天向漂移误差及每个温度数据对应的等效北向漂移误差;进行温度系数计算得到等效天向误差温度系数及等效北向误差温度系数;通过第一误差模型对所述等效漂移误差数据进行误差修正,得到目标误差数据。
Description
技术领域
本发明涉及惯性导航技术领域,尤其涉及一种基于误差温度补偿的惯性陀螺误差修正方法及系统。
背景技术
旋转式惯导系统是一种惯性导航系统,其原理是基于恒定自转的陀螺作为惯性元件,来感知和测量运动状态和姿态的变化。旋转式惯导系统可以精确测量机体的角速度和姿态,并通过微积分得到机体的位置和速度信息,有效地提高了导航系统的精度和鲁棒性。
旋转式惯导系统采用旋转调制自补偿技术,可提升自主导航精度,但由于温度变化会带来惯性元件零偏、标度、敏感轴等误差源的变化,严重降低旋转式惯导在环境温度变化较为恶劣领域的应用,单独补偿上述误差源的过程和方法都较为复杂。针对此问题,可以通过建立等效漂移与温度之间的误差模型,实现旋转式惯导误差随温度变化的补偿,提高旋转式惯导的温度适应性。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种基于误差温度补偿的惯性陀螺误差修正方法及系统,解决了惯性导航系统的温度适应性较低的技术问题并进一步提升惯性导航系统的预测精度。
本发明提供了一种基于误差温度补偿的惯性陀螺误差修正方法,包括:对目标惯导系统进行经纬度误差数据分析,生成经纬度误差数据,同时,对所述目标惯导系统进行等效漂移误差分析,生成等效漂移误差数据;通过所述经纬度误差数据以及所述等效漂移误差数据,对所述目标惯导系统进行第一误差模型构建,得到第一误差模型;基于所述等效漂移误差数据中的等效北向漂移误差以及所述等效漂移误差数据中的等效天向漂移误差,通过预置的温度数据集合对所述目标惯导系统进行第二误差模型构建,得到第二误差模型;基于所述温度数据集合,通过所述第二误差模型分别对所述温度数据集合中的每个温度数据进行误差数据计算,得到每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差;通过每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差进行温度系数计算,得到等效天向误差温度系数以及等效北向误差温度系数;基于所述等效天向误差温度系数以及所述等效北向误差温度系数,通过所述第一误差模型对所述等效漂移误差数据进行误差修正,得到目标误差数据。
在本发明中,所述通过所述经纬度误差数据以及所述等效漂移误差数据,对所述目标惯导系统进行第一误差模型构建,得到第一误差模型步骤,包括:
基于预置的时间间隔,对所述经纬度误差数据进行误差数据提取,得到时刻的第一经度误差/>、/>的第二经度误差/>、/>时刻的第一纬度误差/>以及时刻的第二纬度误差/>;对所述第一经度误差以及所述第二经度误差进行差值计算,得到经度误差差值/>,同时,对所述第一纬度误差以及所述第二纬度误差进行差值计算,得到纬度误差差值/>;通过所述经度误差差值/>以及所述纬度误差差值/>对所述目标惯导系统进行第一误差模型构建,得到第一误差模型。
在本发明中,所述第一误差模型,包括:
其中,为等效北向偏移估计值,/>为等效天向偏移估计值,/>为/>时刻的第一经度误差、/>为/>时刻的第二经度误差、/>为/>时刻的第一纬度误差,为/>时刻的第二纬度误差,/>为经度误差差值,/>为纬度误差差值;为当地纬度数据。
在本发明中,所述第二误差模型,包括:
其中,为等效北向漂移误差随惯性导航系统温度变化部分的误差,/>为等效天向漂移误差随惯性导航系统温度变化部分的误差,/>为等效北向漂移初始误差,为自变量为1个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为2个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为3个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为4个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为5个单位时的等效北向温变回归系数,为自变量为6个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为7个单位时的等效北向温变回归系数;/>为等效天向漂移初始误差,/>为自变量为1个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为2个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为3个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为4个单位时的等效天向温变回归系数,为自变量为5个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为6个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为7个单位时的等效天向温变回归系数;
其中,为1Hz电源频率下的惯性导航系统温度,j为温度稳定后的温度点(),其中,n为常数,/>为惯组温度百秒的变化值,单位为℃/s,/>为稳定点环境温度和惯性导航系统温度的差值。
在本发明中,所述基于所述温度数据集合,通过所述第二误差模型分别对所述温度数据集合中的每个温度数据进行误差数据计算,得到每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差步骤,包括:对所述温度数据集合中每个所述温度数据进行温度点定位误差分析,得到每个所述温度数据对应的温度点定位误差;基于每个所述温度数据对应的温度点定位误差,通过所述第二误差模型分别对所述温度数据集合中的每个温度数据进行误差数据计算,得到每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差。
在本发明中,所述通过每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差进行温度系数计算,得到等效天向误差温度系数以及等效北向误差温度系数步骤,包括:分别对每个所述温度数据进行温度矩阵转换,得到每个所述温度数据对应的温度矩阵;基于每个所述温度数据对应的温度矩阵,通过最小二乘法对每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差进行温度系数计算,得到所述等效天向误差温度系数以及所述等效北向误差温度系数。
在本发明中,所述基于所述等效天向误差温度系数以及所述等效北向误差温度系数,通过所述第一误差模型对所述等效漂移误差数据进行误差修正,得到目标误差数据步骤,包括:基于所述等效天向误差温度系数以及所述等效北向误差温度系数,通过所述第一误差模型中的漂移修正公式对所述等效漂移误差数据进行误差修正,得到目标误差数据,其中,所述目标误差数据包括目标等效天向漂移误差以及目标等效北向漂移误差,所述漂移修正公式如下所示:
其中,为目标等效北向漂移误差,/>为目标等效天向漂移误差,/>为t时刻的等效北向误差温度系数,/>为t时刻的等效天向误差温度系数。
本发明还提供了一种基于误差温度补偿的惯性陀螺误差修正系统,包括:
误差分析模块,用于对目标惯导系统进行经纬度误差数据分析,生成经纬度误差数据,同时,对所述目标惯导系统进行等效漂移误差分析,生成等效漂移误差数据;
第一构建模块,用于通过所述经纬度误差数据以及所述等效漂移误差数据,对所述目标惯导系统进行第一误差模型构建,得到第一误差模型;
第二构建模块,用于基于所述等效漂移误差数据中的等效北向漂移误差以及所述等效漂移误差数据中的等效天向漂移误差,通过预置的温度数据集合对所述目标惯导系统进行第二误差模型构建,得到第二误差模型;
数据计算模块,用于基于所述温度数据集合,通过所述第二误差模型分别对所述温度数据集合中的每个温度数据进行误差数据计算,得到每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差;
系数计算模块,用于通过每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差进行温度系数计算,得到等效天向误差温度系数以及等效北向误差温度系数;
误差修正模块,用于基于所述等效天向误差温度系数以及所述等效北向误差温度系数,通过所述第一误差模型对所述等效漂移误差数据进行误差修正,得到目标误差数据。
本发明提供的技术方案中,对目标惯导系统进行经纬度误差数据分析,生成经纬度误差数据,同时,对所述目标惯导系统进行等效漂移误差分析,生成等效漂移误差数据;通过所述经纬度误差数据以及所述等效漂移误差数据,对所述目标惯导系统进行第一误差模型构建,得到第一误差模型;基于所述等效漂移误差数据中的等效北向漂移误差以及所述等效漂移误差数据中的等效天向漂移误差,通过预置的温度数据集合对所述目标惯导系统进行第二误差模型构建,得到第二误差模型;基于所述温度数据集合,通过所述第二误差模型分别对所述温度数据集合中的每个温度数据进行误差数据计算,得到每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差;通过每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差进行温度系数计算,得到等效天向误差温度系数以及等效北向误差温度系数;基于所述等效天向误差温度系数以及所述等效北向误差温度系数,通过所述第一误差模型对所述等效漂移误差数据进行误差修正,得到目标误差数据,利用旋转式惯导可以隔离载体航向的技术优势,通过建立等效漂移与温度之间的误差模型,实现旋转式惯导误差随温度变化的补偿,提高旋转式惯导的温度适应性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术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些实施方式,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为本发明实施例中一种基于误差温度补偿的惯性陀螺误差修正方法的流程图。
图2为本发明实施例中通过第二误差模型分别对温度数据集合中的每个温度数据进行误差数据计算的流程图。
图3为本发明实施例中一种基于误差温度补偿的惯性陀螺误差修正系统的示意图。
附图标记:
301、误差分析模块;302、第一构建模块;303、第二构建模块;304、数据计算模块;305、系数计算模块;306、误差修正模块。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
为便于理解,下面对本发明实施例的具体流程进行描述,请参阅图1,图1是本发明实施例的一种基于误差温度补偿的惯性陀螺误差修正方法的流程图,如图1所示,包括以下步骤:
S101、对目标惯导系统进行经纬度误差数据分析,生成经纬度误差数据,同时,对目标惯导系统进行等效漂移误差分析,生成等效漂移误差数据;
S102、通过经纬度误差数据以及等效漂移误差数据,对目标惯导系统进行第一误差模型构建,得到第一误差模型;
S103、基于等效漂移误差数据中的等效北向漂移误差以及等效漂移误差数据中的等效天向漂移误差,通过预置的温度数据集合对目标惯导系统进行第二误差模型构建,得到第二误差模型;
S104、基于温度数据集合,通过第二误差模型分别对温度数据集合中的每个温度数据进行误差数据计算,得到每个温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个温度数据对应的等效北向漂移误差;
S105、通过每个温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个温度数据对应的等效北向漂移误差进行温度系数计算,得到等效天向误差温度系数以及等效北向误差温度系数;
S106、基于等效天向误差温度系数以及等效北向误差温度系数,通过第一误差模型对等效漂移误差数据进行误差修正,得到目标误差数据。
具体的,在本发明实施例中,导航时间t取24小时的整数倍()时,
其中,为等效北向偏移估计值,/>为等效天向偏移估计值,/>为/>时刻的第一经度误差、/>为/>时刻的第二经度误差、/>为/>时刻的第一纬度误差,为/>时刻的第二纬度误差,/>为经度误差差值,/>为纬度误差差值;为当地纬度数据。
同时,需要说明的是,建模使用的温箱温度变化点集合中包含4n个温度点,为保证模型的准确性,进行两个温度循环,其中,从第1个温度点到第2n个温度点为第一个温度循环,从第2n+1个温度点到第4n个温度点为第二个温度循环,同时为了位置误差充分激励和辨识,每个温度点保温时间设置为36小时。
通过执行上述步骤,对目标惯导系统进行经纬度误差数据分析,生成经纬度误差数据,同时,对所述目标惯导系统进行等效漂移误差分析,生成等效漂移误差数据;通过所述经纬度误差数据以及所述等效漂移误差数据,对所述目标惯导系统进行第一误差模型构建,得到第一误差模型;基于所述等效漂移误差数据中的等效北向漂移误差以及所述等效漂移误差数据中的等效天向漂移误差,通过预置的温度数据集合对所述目标惯导系统进行第二误差模型构建,得到第二误差模型;基于所述温度数据集合,通过所述第二误差模型分别对所述温度数据集合中的每个温度数据进行误差数据计算,得到每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差;通过每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差进行温度系数计算,得到等效天向误差温度系数以及等效北向误差温度系数;基于所述等效天向误差温度系数以及所述等效北向误差温度系数,通过所述第一误差模型对所述等效漂移误差数据进行误差修正,得到目标误差数据,利用旋转式惯导可以隔离载体航向的技术优势,通过建立等效漂移与温度之间的误差模型,实现旋转式惯导误差随温度变化的补偿,提高旋转式惯导的温度适应性。
在一具体实施例中,执行步骤S102的过程可以具体包括如下步骤:
(1)基于预置的时间间隔,对经纬度误差数据进行误差数据提取,得到时刻的第一经度误差/>、/>的第二经度误差/>、/>时刻的第一纬度误差/>以及/>时刻的第二纬度误差/>;
(2)对第一经度误差以及第二经度误差进行差值计算,得到经度误差差值,同时,对第一纬度误差以及第二纬度误差进行差值计算,得到纬度误差差值;
(3)通过经度误差差值以及纬度误差差值/>对目标惯导系统进行第一误差模型构建,得到第一误差模型。
在一具体实施例中,第一误差模型包括:
其中,为等效北向偏移估计值,/>为等效天向偏移估计值,/>为/>时刻的第一经度误差、/>为/>时刻的第二经度误差、/>为/>时刻的第一纬度误差,为/>时刻的第二纬度误差。
在一具体实施中第二误差模型,包括:
其中,为等效北向漂移误差随惯性导航系统温度变化部分的误差,/>为等效天向漂移误差随惯性导航系统温度变化部分的误差,/>为等效北向漂移初始误差,为自变量为1个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为2个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为3个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为4个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为5个单位时的等效北向温变回归系数,为自变量为6个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为7个单位时的等效北向温变回归系数;/>为等效天向漂移初始误差,/>为自变量为1个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为2个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为3个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为4个单位时的等效天向温变回归系数,为自变量为5个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为6个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为7个单位时的等效天向温变回归系数;
其中,为1Hz电源频率下的惯性导航系统温度,j为温度稳定后的温度点(),其中,n为常数,/>为惯组温度百秒的变化值,单位为℃/s,/>为稳定点环境温度和惯性导航系统温度的差值。
在一具体实施例中,如图2所示,执行步骤S104的过程可以具体包括如下步骤:
S201、对温度数据集合中每个温度数据进行温度点定位误差分析,得到每个温度数据对应的温度点定位误差;
S202、基于每个温度数据对应的温度点定位误差,通过第二误差模型分别对温度数据集合中的每个温度数据进行误差数据计算,得到每个温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个温度数据对应的等效北向漂移误差。
在一具体实施例中,执行步骤S105的过程可以具体包括如下步骤:
(1)分别对每个温度数据进行温度矩阵转换,得到每个温度数据对应的温度矩阵;
(2)基于每个温度数据对应的温度矩阵,通过最小二乘法对每个温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个温度数据对应的等效北向漂移误差进行温度系数计算,得到等效天向误差温度系数以及等效北向误差温度系数。
在一具体实施例中,执行步骤S106步骤的过程可以具体包括如下步骤:
(1)基于等效天向误差温度系数以及等效北向误差温度系数,通过第一误差模型中的漂移修正公式对等效漂移误差数据进行误差修正,得到目标误差数据,其中,目标误差数据包括目标等效天向漂移误差以及目标等效北向漂移误差,漂移修正公式如下所示:
其中,为目标等效北向漂移误差,/>为目标等效天向漂移误差,/>为t时刻的等效北向误差温度系数,/>为t时刻的等效天向误差温度系数。
本发明实施例还提供了一种基于误差温度补偿的惯性陀螺误差修正系统,如图3所示,该一种基于误差温度补偿的惯性陀螺误差修正系统具体包括:
误差分析模块301,用于对目标惯导系统进行经纬度误差数据分析,生成经纬度误差数据,同时,对所述目标惯导系统进行等效漂移误差分析,生成等效漂移误差数据;
第一构建模块302,用于通过所述经纬度误差数据以及所述等效漂移误差数据,对所述目标惯导系统进行第一误差模型构建,得到第一误差模型;
第二构建模块303,用于基于所述等效漂移误差数据中的等效北向漂移误差以及所述等效漂移误差数据中的等效天向漂移误差,通过预置的温度数据集合对所述目标惯导系统进行第二误差模型构建,得到第二误差模型;
数据计算模块304,用于基于所述温度数据集合,通过所述第二误差模型分别对所述温度数据集合中的每个温度数据进行误差数据计算,得到每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差;
系数计算模块305,用于通过每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差进行温度系数计算,得到等效天向误差温度系数以及等效北向误差温度系数;
误差修正模块306,用于基于所述等效天向误差温度系数以及所述等效北向误差温度系数,通过所述第一误差模型对所述等效漂移误差数据进行误差修正,得到目标误差数据。
通过上述各个模块的协同工作,对目标惯导系统进行经纬度误差数据分析,生成经纬度误差数据,同时,对所述目标惯导系统进行等效漂移误差分析,生成等效漂移误差数据;通过所述经纬度误差数据以及所述等效漂移误差数据,对所述目标惯导系统进行第一误差模型构建,得到第一误差模型;基于所述等效漂移误差数据中的等效北向漂移误差以及所述等效漂移误差数据中的等效天向漂移误差,通过预置的温度数据集合对所述目标惯导系统进行第二误差模型构建,得到第二误差模型;基于所述温度数据集合,通过所述第二误差模型分别对所述温度数据集合中的每个温度数据进行误差数据计算,得到每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差;通过每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差进行温度系数计算,得到等效天向误差温度系数以及等效北向误差温度系数;基于所述等效天向误差温度系数以及所述等效北向误差温度系数,通过所述第一误差模型对所述等效漂移误差数据进行误差修正,得到目标误差数据,利用旋转式惯导可以隔离载体航向的技术优势,通过建立等效漂移与温度之间的误差模型,实现旋转式惯导误差随温度变化的补偿,提高旋转式惯导的温度适应性。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种基于误差温度补偿的惯性陀螺误差修正方法,其特征在于,包括:
对目标惯导系统进行经纬度误差数据分析,生成经纬度误差数据,同时,对所述目标惯导系统进行等效漂移误差分析,生成等效漂移误差数据;
通过所述经纬度误差数据,对所述目标惯导系统进行第一误差模型构建,得到第一误差模型,具体包括:基于预置的时间间隔,对所述经纬度误差数据进行误差数据提取,得到时刻的第一经度误差/>、/>时刻的第二经度误差/>、/>时刻的第一纬度误差以及/>时刻的第二纬度误差/>;对所述第一经度误差以及所述第二经度误差进行差值计算,得到经度误差差值/>,同时,对所述第一纬度误差以及所述第二纬度误差进行差值计算,得到纬度误差差值/>;通过所述经度误差差值/>以及所述纬度误差差值/>对所述目标惯导系统进行第一误差模型构建,得到第一误差模型;
其中,所述第一误差模型,包括:
其中,为等效北向偏移估计值,/>为等效天向偏移估计值,/>为/>时刻的第一经度误差、/>为/>时刻的第二经度误差、/>为/>时刻的第一纬度误差,/>为/>时刻的第二纬度误差,/>为经度误差差值,/>为纬度误差差值;/>为当地纬度数据;
基于所述等效漂移误差数据中的等效北向漂移误差以及所述等效漂移误差数据中的等效天向漂移误差,通过预置的温度数据集合对所述目标惯导系统进行第二误差模型构建,得到第二误差模型;
其中,所述第二误差模型,包括:
其中,为等效北向漂移误差随惯性导航系统温度变化部分的误差,/>为等效天向漂移误差随惯性导航系统温度变化部分的误差,/>为等效北向漂移初始误差,/>为自变量为1个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为2个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为3个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为4个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为5个单位时的等效北向温变回归系数,为自变量为6个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为7个单位时的等效北向温变回归系数;/>为等效天向漂移初始误差,/>为自变量为1个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为2个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为3个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为4个单位时的等效天向温变回归系数,为自变量为5个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为6个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为7个单位时的等效天向温变回归系数;
其中,为1Hz电源频率下的惯性导航系统温度,j为温度稳定后的温度点,其中,,n为常数,/>为惯组温度百秒的变化值,单位为℃/s,/>为稳定点环境温度和惯性导航系统温度的差值;
基于所述温度数据集合,通过所述第二误差模型分别对所述温度数据集合中的每个温度数据进行误差数据计算,得到每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差;
通过每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差进行温度系数计算,得到等效天向误差温度系数以及等效北向误差温度系数;
基于所述等效天向误差温度系数以及所述等效北向误差温度系数,通过所述第一误差模型对所述等效漂移误差数据进行误差修正,得到目标误差数据,具体包括:基于所述等效天向误差温度系数以及所述等效北向误差温度系数,通过所述第一误差模型中的漂移修正公式对所述等效漂移误差数据进行误差修正,得到目标误差数据,其中,所述目标误差数据包括目标等效天向漂移误差以及目标等效北向漂移误差,所述漂移修正公式如下所示:
其中,为目标等效北向漂移误差,/>为目标等效天向漂移误差,/>为t时刻的等效北向误差温度系数,/>为t时刻的等效天向误差温度系数。
2.根据权利要求1所述的基于误差温度补偿的惯性陀螺误差修正方法,其特征在于,所述基于所述温度数据集合,通过所述第二误差模型分别对所述温度数据集合中的每个温度数据进行误差数据计算,得到每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差步骤,包括:
对所述温度数据集合中每个所述温度数据进行温度点定位误差分析,得到每个所述温度数据对应的温度点定位误差;
基于每个所述温度数据对应的温度点定位误差,通过所述第二误差模型分别对所述温度数据集合中的每个温度数据进行误差数据计算,得到每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差。
3.根据权利要求1所述的基于误差温度补偿的惯性陀螺误差修正方法,其特征在于,所述通过每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差进行温度系数计算,得到等效天向误差温度系数以及等效北向误差温度系数步骤,包括:
分别对每个所述温度数据进行温度矩阵转换,得到每个所述温度数据对应的温度矩阵;
基于每个所述温度数据对应的温度矩阵,通过最小二乘法对每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差进行温度系数计算,得到所述等效天向误差温度系数以及所述等效北向误差温度系数。
4.一种基于误差温度补偿的惯性陀螺误差修正系统,用以执行如权利要求1至3任一项所述的基于误差温度补偿的惯性陀螺误差修正方法,其特征在于,包括:
误差分析模块,用于对目标惯导系统进行经纬度误差数据分析,生成经纬度误差数据,同时,对所述目标惯导系统进行等效漂移误差分析,生成等效漂移误差数据;
第一构建模块,用于通过所述经纬度误差数据,对所述目标惯导系统进行第一误差模型构建,得到第一误差模型,具体包括:基于预置的时间间隔,对所述经纬度误差数据进行误差数据提取,得到时刻的第一经度误差/>、/>时刻的第二经度误差/>、/>时刻的第一纬度误差/>以及/>时刻的第二纬度误差/>;对所述第一经度误差以及所述第二经度误差进行差值计算,得到经度误差差值/>,同时,对所述第一纬度误差以及所述第二纬度误差进行差值计算,得到纬度误差差值/>;通过所述经度误差差值/>以及所述纬度误差差值/>对所述目标惯导系统进行第一误差模型构建,得到第一误差模型;
其中,所述第一误差模型,包括:
其中,为等效北向偏移估计值,/>为等效天向偏移估计值,/>为/>时刻的第一经度误差、/>为/>时刻的第二经度误差、/>为/>时刻的第一纬度误差,/>为/>时刻的第二纬度误差,/>为经度误差差值,/>为纬度误差差值;/>为当地纬度数据;
第二构建模块,用于基于所述等效漂移误差数据中的等效北向漂移误差以及所述等效漂移误差数据中的等效天向漂移误差,通过预置的温度数据集合对所述目标惯导系统进行第二误差模型构建,得到第二误差模型;
其中,所述第二误差模型,包括:
其中,为等效北向漂移误差随惯性导航系统温度变化部分的误差,/>为等效天向漂移误差随惯性导航系统温度变化部分的误差,/>为等效北向漂移初始误差,/>为自变量为1个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为2个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为3个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为4个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为5个单位时的等效北向温变回归系数,为自变量为6个单位时的等效北向温变回归系数,/>为自变量为7个单位时的等效北向温变回归系数;/>为等效天向漂移初始误差,/>为自变量为1个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为2个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为3个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为4个单位时的等效天向温变回归系数,为自变量为5个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为6个单位时的等效天向温变回归系数,/>为自变量为7个单位时的等效天向温变回归系数;
其中,为1Hz电源频率下的惯性导航系统温度,j为温度稳定后的温度点,其中,,n为常数,/>为惯组温度百秒的变化值,单位为℃/s,/>为稳定点环境温度和惯性导航系统温度的差值;
数据计算模块,用于基于所述温度数据集合,通过所述第二误差模型分别对所述温度数据集合中的每个温度数据进行误差数据计算,得到每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差;
系数计算模块,用于通过每个所述温度数据对应的等效天向漂移误差以及每个所述温度数据对应的等效北向漂移误差进行温度系数计算,得到等效天向误差温度系数以及等效北向误差温度系数;
误差修正模块,用于基于所述等效天向误差温度系数以及所述等效北向误差温度系数,通过所述第一误差模型对所述等效漂移误差数据进行误差修正,得到目标误差数据,具体包括:基于所述等效天向误差温度系数以及所述等效北向误差温度系数,通过所述第一误差模型中的漂移修正公式对所述等效漂移误差数据进行误差修正,得到目标误差数据,其中,所述目标误差数据包括目标等效天向漂移误差以及目标等效北向漂移误差,所述漂移修正公式如下所示:
其中,为目标等效北向漂移误差,/>为目标等效天向漂移误差,/>为t时刻的等效北向误差温度系数,/>为t时刻的等效天向误差温度系数。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102393210A (zh) * | 2011-08-23 | 2012-03-28 | 北京航空航天大学 | 一种激光陀螺惯性测量单元的温度标定方法 |
CN103256943A (zh) * | 2013-04-26 | 2013-08-21 | 哈尔滨工程大学 | 一种在单轴旋转捷联惯导系统中刻度因数误差的补偿方法 |
CN104776847A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-07-15 | 哈尔滨工程大学 | 一种适用于水下导航系统单点估计陀螺漂移的方法 |
CN106441357A (zh) * | 2016-09-12 | 2017-02-22 | 东南大学 | 一种基于阻尼网络的单轴旋转sins轴向陀螺漂移校正方法 |
CN110044376A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-07-23 | 中国人民解放军海军潜艇学院 | 一种惯性导航设备的校正方法及装置 |
CN114061572A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-02-18 | 北京航空航天大学 | 一种用于旋转式惯导系统的双轴旋转调制方法 |
CN115143993A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-10-04 | 中国人民解放军国防科技大学 | 基于三轴转台的激光陀螺惯导系统g敏感性误差标定方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102393210A (zh) * | 2011-08-23 | 2012-03-28 | 北京航空航天大学 | 一种激光陀螺惯性测量单元的温度标定方法 |
CN103256943A (zh) * | 2013-04-26 | 2013-08-21 | 哈尔滨工程大学 | 一种在单轴旋转捷联惯导系统中刻度因数误差的补偿方法 |
CN104776847A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-07-15 | 哈尔滨工程大学 | 一种适用于水下导航系统单点估计陀螺漂移的方法 |
CN106441357A (zh) * | 2016-09-12 | 2017-02-22 | 东南大学 | 一种基于阻尼网络的单轴旋转sins轴向陀螺漂移校正方法 |
CN110044376A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-07-23 | 中国人民解放军海军潜艇学院 | 一种惯性导航设备的校正方法及装置 |
CN114061572A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-02-18 | 北京航空航天大学 | 一种用于旋转式惯导系统的双轴旋转调制方法 |
CN115143993A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-10-04 | 中国人民解放军国防科技大学 | 基于三轴转台的激光陀螺惯导系统g敏感性误差标定方法 |
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Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
光纤陀螺惯导稳定平台与旋转调制方法;胡小毛 等;《导航定位与授时》;全文 * |
单轴旋转惯导系统中陀螺漂移的精确校准;于旭东 等;《光学 精密工程》;全文 * |
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