一种惯组等效零位偏移误差补偿方法及系统

摘要

本发明涉及惯性导航技术领域，公开了一种惯组等效零位偏移误差补偿方法及系统，包括：采集待补偿惯组动态时刻的俯仰加速度计通道增量均值、横滚加速度计通道增量均值、动态导航解算俯仰角和动态导航解算横滚角，计算得到俯仰加速度计通道增量均值解算调平角，计算得到横滚加速度计通道增量均值解算调平角；计算得到加表解算俯仰角，计算得到加表解算横滚角；计算得到第一差值，计算得到第二差值；对加表解算俯仰角、加表解算横滚角、第一差值和第二差值进行大小比较，并基于比较结果生产补偿数据，将补偿数据输入待补偿惯组中进行误差补偿；本发明解决了现有的误差补偿方法存在误差补偿精确度较低的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及惯性导航技术领域，尤其涉及一种惯组等效零位偏移误差补偿方法及系统。

背景技术

捷联惯组的陀螺和加速度计通道输出一般需要经过一系列的补偿，主要包括温度补偿、标定系统误差补偿，杆臂补偿以及动态误差补偿，其中动态误差补偿又包含圆锥误差补偿以及划船误差补偿。正常情况下，标定误差的补偿基本将陀螺和加速度计零位误差、标度因数误差以及安装误差已补偿完全，但在一定量级的动态环境下，陀螺和加速度计会产生一定的等效零位偏移，这个动态下产生的零位偏移并不能用标定参数进行补偿，而传统动态误差补偿方法也无法对器件产生的零位偏移进行补偿，最终该偏移将作为零位误差带入导航计算中，产生较大的导航误差。可见，现有的误差补偿方法存在误差补偿精确度较低的问题。

发明内容

本发明提供了一种惯组等效零位偏移误差补偿方法及系统，以解决现有的误差补偿方法存在误差补偿精确度较低的问题。

为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供一种惯组等效零位偏移误差补偿方法，包括：

获取待补偿惯组的初始静态数据，其中，所述静态数据包括：俯仰加速度计通道输出均值、横滚加速度计通道输出均值、静态导航解算俯仰角和静态导航解算横滚角；

以预设时间阈值为间隔采集待补偿惯组动态时刻的俯仰加速度计通道增量均值、横滚加速度计通道增量均值、动态导航解算俯仰角和动态导航解算横滚角，并基于所述俯仰加速度计通道增量均值计算得到俯仰加速度计通道增量均值解算调平角，基于所述横滚加速度计通道增量均值计算得到横滚加速度计通道增量均值解算调平角；

基于所述俯仰加速度计通道输出均值计算俯仰加速度计通道均值调平角，基于所述横滚加速度计通道输出均值计算横滚加速度计通道均值调平角；

选取当前时刻前一预设时间阈值的俯仰加速度计通道增量均值解算调平角和所述俯仰加速度计通道均值调平角计算得到加表解算俯仰角，选取当前时刻前一预设时间阈值的横滚加速度计通道增量均值解算调平角和所述横滚加速度计通道均值调平角计算得到加表解算横滚角；

根据所述动态导航解算俯仰角和所述静态导航解算俯仰角计算得到第一差值，根据所述动态导航解算横滚角和所述静态导航解算横滚角计算得到第二差值；

对所述加表解算俯仰角、所述加表解算横滚角、所述第一差值和所述第二差值进行大小比较，并基于比较结果生产补偿数据，将补偿数据输入待补偿惯组中进行误差补偿

第二方面，本申请实施例提供一种惯组等效零位偏移误差补偿系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面中任一所述方法的步骤。

有益效果：

本发明提供的惯组等效零位偏移误差补偿方法，通过获取惯组的静态数据，并根据静态数据得到俯仰加速度计通道均值调平角、横滚加速度计通道均值调平角、静态导航解算俯仰角和静态导航解算横滚角，同时获取惯组动态时刻的俯仰加速度计通道增量均值、横滚加速度计通道增量均值、动态导航解算俯仰角和动态导航解算横滚角，再经过计算得到加表解算俯仰角、加表解算横滚角、第一差值和第二差值，便可对加表解算俯仰角、加表解算横滚角、第一差值和第二差值进行大小比较，根据大小比较的结果生成精确的补偿数据；从而实时将该偏移误差换算为等效零位后补偿进惯组通道输出中，提高了误差补偿的准确性。

附图说明

图1为本发明优选实施例的惯组等效零位偏移误差补偿方法的流程图。

具体实施方式

下面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。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

请参见图1，本申请实施例提供一种惯组等效零位偏移误差补偿方法，包括：

获取待补偿惯组的初始静态数据，其中，所述静态数据包括：俯仰加速度计通道输出均值、横滚加速度计通道输出均值、静态导航解算俯仰角和静态导航解算横滚角；

以预设时间阈值为间隔采集待补偿惯组动态时刻的俯仰加速度计通道增量均值、横滚加速度计通道增量均值、动态导航解算俯仰角和动态导航解算横滚角，并基于所述俯仰加速度计通道增量均值计算得到俯仰加速度计通道增量均值解算调平角，基于所述横滚加速度计通道增量均值计算得到横滚加速度计通道增量均值解算调平角；

基于所述俯仰加速度计通道输出均值计算俯仰加速度计通道均值调平角，基于所述横滚加速度计通道输出均值计算横滚加速度计通道均值调平角；

选取当前时刻前一预设时间阈值的俯仰加速度计通道增量均值解算调平角和所述俯仰加速度计通道均值调平角计算得到加表解算俯仰角，选取当前时刻前一预设时间阈值的横滚加速度计通道增量均值解算调平角和所述横滚加速度计通道均值调平角计算得到加表解算横滚角；

根据所述动态导航解算俯仰角和所述静态导航解算俯仰角计算得到第一差值，根据所述动态导航解算横滚角和所述静态导航解算横滚角计算得到第二差值；

对所述加表解算俯仰角、所述加表解算横滚角、所述第一差值和所述第二差值进行大小比较，并基于比较结果生产补偿数据，将补偿数据输入待补偿惯组中进行误差补偿。

在上述实施例中，通过获取惯组的静态数据，并根据静态数据得到俯仰加速度计通道均值调平角、横滚加速度计通道均值调平角、静态导航解算俯仰角和静态导航解算横滚角，同时获取惯组动态时刻的俯仰加速度计通道增量均值、横滚加速度计通道增量均值、动态导航解算俯仰角和动态导航解算横滚角，再经过计算得到加表解算俯仰角、加表解算横滚角、第一差值和第二差值，便可对加表解算俯仰角、加表解算横滚角、第一差值和第二差值进行大小比较，根据大小比较的结果生成精确的补偿数据；从而实时将该偏移误差换算为等效零位后补偿进惯组通道输出中，提高了误差补偿的准确性。

对实施例中，选取当前时刻前一预设时间阈值的俯仰加速度计通道增量均值解算调平角和选取当前时刻前一预设时间阈值的横滚加速度计通道增量均值解算调平角进行举例说明，当设置预设时间阈值为0.1s时，当前时刻前一预设时间阈值的俯仰加速度计通道增量均值解算调平角为以当前时刻为时间节点，时间节点前0.1s时获取到的俯仰加速度计通道增量均值通过计算得到的俯仰加速度计通道增量均值解算调平角，同理，当前时刻前一预设时间阈值的横滚加速度计通道增量均值解算调平角为以当前时刻为时间节点，时间节点前0.1s时获取到的横滚加速度计通道增量均值通过计算得到的横滚加速度计通道增量均值解算调平角。

可选的，所述基于所述俯仰加速度计通道增量均值计算得到俯仰加速度计通道增量均值解算调平角，包括：

根据调平角计算公式对所述动态时刻俯仰加速度计通道增量均值进行计算，得到俯仰加速度计通道增量均值解算调平角，其中，调平角计算公式如下所示：

其中，A表示动态时刻俯仰加速度计通道增量均值解算调平角，

可选的，所述基于所述动态时刻横滚加速度计通道增量均值计算得到横滚加速度计通道增量均值解算调平角，包括：

根据调平角计算公式对所述横滚加速度计通道增量均值进行计算，得到横滚加速度计通道增量均值解算调平角，其中，调平角计算公式如下所示：

其中，B表示动态时刻横滚加速度计通道增量均值解算调平角，

可选的，所述基于所述静态时刻俯仰加速度计通道输出均值计算俯仰加速度计通道均值调平角，包括：

根据调平角计算公式对所述俯仰加速度计通道输出均值进行计算，得到俯仰加速度计通道均值调平角，其中，调平角计算公式如下所示：

其中，C表示静态时刻俯仰加速度计通道均值调平角，

可选的，所述基于所述横滚加速度计通道输出均值计算横滚加速度计通道均值调平角，包括：

根据调平角计算公式对所述横滚加速度计通道输出均值进行计算，得到横滚加速度计通道均值调平角，其中，调平角计算公式如下所示：

其中，D表示静态时刻横滚加速度计通道均值调平角，

可选的，所述选取当前时刻前一预设时间阈值的俯仰加速度计通道增量均值解算调平角和所述俯仰加速度计通道均值调平角计算得到加表解算俯仰角，包括：

将所述俯仰加速度计通道增量均值解算调平角和所述俯仰加速度计通道均值调平角进行差值计算，得到加表解算俯仰角，其中，差值计算公式如下所示：

Δβ

其中，Δβ

可选的，所述选取当前时刻前一预设时间阈值的横滚加速度计通道增量均值解算调平角和所述横滚加速度计通道均值调平角计算得到加表解算横滚角，包括：

将所述横滚加速度计通道增量均值解算调平角和所述横滚加速度计通道均值调平角进行差值计算，得到加表解算横滚角，其中，差值计算公式如下所示：

Δγ

其中，Δγ

可选的，所述根据所述动态导航解算俯仰角和所述静态导航解算俯仰角计算得到第一差值，包括：

将所述动态导航解算俯仰角和所述静态导航解算俯仰角进行差值计算，得到第一差值，其中，差值计算公式如下所示：

Δβ＝β

其中，Δβ表示第一差值，β

所述根据所述动态导航解算横滚角和所述静态导航解算横滚角计算得到第二差值，包括：

将所述动态导航解算横滚角和所述静态导航解算横滚角进行差值计算，得到第二差值，其中，差值计算公式如下所示：

Δγ＝γ

其中，Δγ表示第二差值，γ

可选的，所述对所述加表解算俯仰角、所述加表解算横滚角、所述第一差值和所述第二差值进行大小比较，并基于比较结果生产补偿数据，包括：

将所述加表解算俯仰角与所述第一差值进行大小比较，若所述加表解算俯仰角大于所述第一差值，则生成俯仰加表等效零位偏差数据，若所述加表解算俯仰角小于所述第一差值，则生成俯仰加表解算姿态角转换的陀螺等效零偏数据；

将所述加表解算横滚角与所述第二差值进行大小比较，若所述加表解算横滚角大于所述第二差值，则生成横滚加表等效零位偏差数据，若所述加表解算横滚角小于所述第二差值，则生成横滚加表解算姿态角转换的陀螺等效零偏数据。

在上述实施例中，以惯组X轴朝天、Z轴为方位轴为例，则Z轴为惯组的俯仰方向、Y轴为惯组的横滚方向；

若Δγ

若Δβ

若Δγ

若Δβ

本申请实施例还提供一种惯组等效零位偏移误差补偿系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述惯组等效零位偏移误差补偿方法中任一所述的步骤。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。