一種三軸斜置構型慣性測量裝置參數標定方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種慣性測量裝置參數標定方法，特別是一種H軸斜置構型慣性測量 裝置參數標定方法，適用于慣性測量裝置參數的高精度標定，屬于慣性測量技術領域。
【背景技術】
[0002] 慣性測量裝置參數標定是在準確已知輸入量的條件下測試慣性測量裝置的輸出， 并通過相關的計算處理后確定模型中各參數具體數值。針對H軸斜置構型慣性測量裝置參 數標定，通常將慣測裝置放置于斜置六面體工裝中使慣性測量裝置儀表坐標系與工裝坐標 系近似重合，即相當于利用斜置六面體工裝將斜置構型慣性測量裝置轉變為傳統的H軸正 交慣性測量裝置，再利用已知的位置、角度、速率輸入信息建立方程求解慣性測量裝置加速 度通道和巧螺儀的參數。
[0003] 該參數標定方法依賴于斜置六面體工裝中斜面的機械加工精度，傳統的正交慣性 測量裝置標定參數求解時按照儀表的輸入輸出模型進行參數直接計算，存在標定參數禪合 的缺陷，無法實現高精度的慣性測量裝置參數標定。
【發明內容】
[0004] 本發明的技術解決問題是；克服現有H軸斜置構型慣性測量裝置標定方法中對斜 置六面體工裝機械加工精度依賴性比較高的不足，提出了一種H軸斜置構型慣性測量裝置 參數標定方法，考慮了參數禪合因素的影響，利用最小二乘估計實現了 H軸斜置構型慣性 測量裝置的參數標定，標定方法簡單，最大程度上滿足了 H軸斜置構型慣性測量裝置參數 標定的需求。
[0005] 本發明的技術解決方案是；一種H軸斜置構型慣性測量裝置參數標定方法，步驟 如下：
[0006] (1)將H軸斜置構型慣性測量裝置放置于六面體工裝內，令慣性測量裝置儀表坐 標系為0-XYZ，六面體工裝坐標系為0-xyz ;
[0007] (2)建立慣性測量裝置H軸向加速度測量通道輸出的數學模型和H軸向巧螺儀輸 出的數學模型；
[0008] (3)六面體工裝進行六位置翻轉，分別測量六個位置時慣性測量裝置的H軸加速 度輸出，每個位置由0-xyz坐標系X軸、y軸和Z軸指向確定，
[0009] (4)利用步驟（3)中測量得到的六個位置慣性測量裝置的H軸加速度輸出，計算 慣性測量裝置加速度通道的在0-XYZ坐標系中的H軸系數矩陣；
[0010] 巧）利用步驟（4)中獲得的慣性測量裝置加速度通道的在0-XYZ坐標系中的立軸 系數矩陣獲得慣性測量裝置加速度通道的系數矩陣；
[0011] 化)〇-xyz坐標系H軸正方向分別與轉臺的軸向重合，并分別正向旋轉和反向旋轉 H個角速率點，分別測量每個角速率點時慣性測量裝置的H軸巧螺儀輸出；
[001引 （7)利用步驟做得到的每個角速率點時慣性測量裝置的S軸巧螺儀輸出，計算 慣性測量裝置巧螺儀的H軸系數矩陣；
[0013] (8)利用步驟（5)和步驟（7)中得到的慣性測量裝置加速度通道的系數矩陣和慣 性測量裝置巧螺儀的H軸系數矩陣對H軸斜置構型慣性測量裝置進行參數標定。
[0014] 所述步驟（2)中慣性測量裝置H軸向加速度測量通道輸出的數學模型為：
[00 巧]Ax= A x〇+KxA+KxA+Kxzaz+ e X
[001 引 Ay= A yo+K 口 ax+KyA+KyzSz+ey
[0017] Az= A z〇+Kzxax+Kzyay+Kzzaz+ e z
[0018] 其中，Ai，I = X，Y，Z為慣性測量裝置測量通道沿0-XYZ坐標系I，I = X，Y，Z軸方 向上的加速度輸出量啡，i = X，y，z為慣性測量裝置測量通道沿o-xyz坐標系i，i = X，y，z 軸上的加速度輸入量；Ky是慣性測量裝置測量通道沿o-xyz坐標系j, j = X，y, z軸上的加 速度輸入量禪合到慣性測量裝置測量通道沿o-xyz坐標系i，i = X，y，z軸上的加速度輸入 量的比例系數；e i, i = X，y, Z為沿i, i = X，y, Z軸的隨機誤差；Ai。，I = t Y, Z為輸入量為 0時，慣性測量裝置測量通道沿0-XYZ坐標系I，I = X，Y，Z軸方向上的加速度輸出量；
[0019] 所述H軸向巧螺儀輸出的數學模型為：
[0020] Fx=Fx〇+K' uWx+K' "Wy+K' xzWz+E' X
[0021] Fy=Fy〇+K' yxWx+K' yyWy+K' yzWz+e' y
[0022] Fz=Fz〇+K' zxWjj+K' zyWy+K' zz"z+ E ' z
[0023] 其中，F。I = t Y，Z為H軸向巧螺儀沿0-XYZ坐標系I，I = t Y，Z軸方向上的巧 螺儀輸出量；《。i = X，y，z為慣性測量裝置測量通道沿o-xyz坐標系i，i = X，y，z軸上角 速度輸入量；K' ij是慣性測量裝置測量通道沿o-xyz坐標系j, j = X，y, z軸上的加速度 輸入量禪合到慣性測量裝置測量通道沿o-xyz坐標系i，i = X，y，z軸上的加速度輸入量的 比例系數；e ' i, i = X，y, Z為沿i, i = X，y, Z軸的隨機誤差；Fi。，I = )(，Y, Z為輸入量為0 時，慣性測量裝置測量通道沿0-XYZ坐標系I，I = X，Y，Z軸方向上的加速度輸出量；
[0024] 所述慣性測量裝置為捷聯慣性測量裝置。
[002引所述步驟做中六位置時X軸、y軸和Z軸指向分別選取"東地北"、"西北地"、"南 東天"、"北天東"、"天西南"、"地南西";所述東、南、西、北、天和地均根據地理坐標系確定。
[0026] 所述步驟（3)中六面體工裝進行翻轉的位置點為6?12個。
[0027] 所述步驟（4)中慣性測量裝置加速度通道的在0-XYZ坐標系中X軸系數矩陣具體 由公式：
[0028] Kx= MT(MMVAx
[0029] 給出，其中M由公式：
[0030]
【主權項】
1. 一種三軸斜置構型慣性測量裝置參數標定方法，其特征在于步驟如下： (1) 將三軸斜置構型慣性測量裝置放置于六面體工裝內，令慣性測量裝置儀表坐標系 為0-XYZ，六面體工裝坐標系為o-xyz; (2) 建立慣性測量裝置三軸向加速度測量通道輸出的數學模型和三軸向陀螺儀輸出的 數學模型； (3) 六面體工裝進行六位置翻轉，分別測量六個位置時慣性測量裝置的三軸加速度輸 出，每個位置由o-xyz坐標系x軸、y軸和z軸指向確定， (4) 利用步驟（3)中測量得到的六個位置慣性測量裝置的三軸加速度輸出，計算慣性 測量裝置加速度通道的在0-XYZ坐標系中的三軸系數矩陣； (5) 利用步驟（4)中獲得的慣性測量裝置加速度通道的在0-XYZ坐標系中的三軸