CN109000683B - 一种dtg惯组静态漂移标定方法及装置 - Google Patents

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CN109000683B CN201811006382.3A CN201811006382A CN109000683B CN 109000683 B CN109000683 B CN 109000683B CN 201811006382 A CN201811006382 A CN 201811006382A CN 109000683 B CN109000683 B CN 109000683B
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Abstract

本发明提供一种DTG惯组静态漂移标定方法及装置，该方法包括：采集DTG惯组基于初始位置分别绕X轴和Y轴旋转，DTG惯组在不同角度的N个第一数据和M个第二数据；并采集DTG惯组在Z轴位于水平位置的状态下绕Z轴旋转，DTG惯组在不同角度的L个第三数据；基于陀螺误差模型中的静态漂移参数作为状态变量，建立状态方程；并基于地球转速作为观测量，利用静态时陀螺三轴理想输入的模等于地球转速建立观测方程；基于所述状态方程和所述观测方程，利用第一数据、第二数据和第三数据，按照无损卡尔曼滤波方法对状态变量进行估计。在本发明实施例中，无需依赖高精度的转台实现DTG惯组静态漂移进行标定，降低了DTG惯组静态漂移标定的成本。

Description

一种DTG惯组静态漂移标定方法及装置
技术领域
本发明涉及惯导技术领域，尤其涉及一种DTG惯组静态漂移标定方法及装置。
背景技术
惯性导航中，陀螺的精度影响整个***的精度。DTG(Dynamic Tuned Gyroscope，动力协调)陀螺仪在使用中受到干扰力矩的作用产生漂移。为了评定陀螺仪的质量，需要对其静态漂移进行测试。陀螺的静态漂移包括常值静态漂移以及与比力一次项成正比的静态漂移。
DTG陀螺静态漂移标定传统方法是利用8位置法，采集陀螺输出利用最小二乘拟合估计漂移误差系数的值。该方法虽然简单，但测试精度依赖于高精度转台。因此现有技术中，DTG惯组静态漂移标定成本较高。
发明内容
本发明实施例提供一种DTG惯组静态漂移标定方法及装置，以解决DTG惯组静态漂移标定成本较高的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种DTG惯组静态漂移标定方法，包括：
采集DTG惯组基于初始位置分别绕X轴和Y轴旋转，DTG惯组在不同角度的N个第一数据和M个第二数据；并采集DTG惯组在Z轴位于水平位置的状态下绕Z轴旋转，DTG惯组在不同角度的L个第三数据；每一个所述第一数据为DTG惯组在绕X轴旋转至不同角度静置第一预设时长所采集的数据；每一个所述第一数据为DTG惯组在绕X轴旋转至不同角度静置第二预设时长所采集的数据；每一个所述第三数据为DTG惯组在绕Y轴旋转至不同角度静置第三预设时长所采集的数据；L、M和N均为正整数，且L、M和N的和值大于11；所述DTG惯组位于所述初始位置时，X轴和Y轴水平，Z轴满足右手螺旋定则；
基于陀螺误差模型中的静态漂移参数作为状态变量，建立状态方程；并基于地球转速作为观测量，利用静态时陀螺三轴理想输入的模等于地球转速建立观测方程；
基于所述状态方程和所述观测方程，利用第一数据、第二数据和第三数据，按照无损卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter，UKF)方法对状态变量进行估计。
可选的，所述陀螺误差模型为：
Figure BDA0001784075450000021
其中，[wx wy wz]T分别是三轴陀螺含有误差的输出；
Figure BDA0001784075450000022
分别是陀螺的理想输入；[gBx gBy gBz]T分别是三轴陀螺的常值零偏；
Figure BDA0001784075450000023
分别是三轴加表的理想输出；
Figure BDA0001784075450000024
是与加表一次项成正比的g敏感系数矩阵。
可选的，所述状态方程为：
Xk＝Xk-1+Wk-1；其中，X＝[gBx gBy gBz Gxx Gxy Gxz Gyx Gyy Gyz Gzx Gzy Gzz]为状态变量向量；Wk-1是***噪声序列。
可选的，所述观测方程为：
Figure BDA0001784075450000025
Figure BDA0001784075450000026
其中，wx,wy,wz分别是静态下三轴陀螺的输出,H是量测阵；Vk是量测噪声序列。
可选的，所述DTG惯组位于所述初始位置时，Y轴朝向北偏东45度。
第二方面，本发明实施例还提供了一种DTG惯组静态漂移标定装置，包括：
采集模块，用于采集DTG惯组基于初始位置分别绕X轴和Y轴旋转，DTG惯组在不同角度的N个第一数据和M个第二数据；并采集DTG惯组在Z轴位于水平位置的状态下绕Z轴旋转，DTG惯组在不同角度的L个第三数据；每一个所述第一数据为DTG惯组在绕X轴旋转至不同角度静置第一预设时长所采集的数据；每一个所述第一数据为DTG惯组在绕X轴旋转至不同角度静置第二预设时长所采集的数据；每一个所述第三数据为DTG惯组在绕Y轴旋转至不同角度静置第三预设时长所采集的数据；L、M和N均为正整数，且L、M和N的和值大于11；所述DTG惯组位于所述初始位置时，X轴和Y轴水平，Z轴满足右手螺旋定则；
方程建立模块，用于基于陀螺误差模型中的静态漂移参数作为状态变量，建立状态方程；并基于地球转速作为观测量，利用静态时陀螺三轴理想输入的模等于地球转速建立观测方程；
处理模块，用于基于所述状态方程和所述观测方程，利用第一数据、第二数据和第三数据，按照无损卡尔曼滤波方法对状态变量进行估计。
可选的，所述陀螺误差模型为：
Figure BDA0001784075450000031
其中，[wx wy wz]T分别是三轴陀螺含有误差的输出；
Figure BDA0001784075450000032
分别是陀螺的理想输入；[gBx gBy gBz]T分别是三轴陀螺的常值零偏；
Figure BDA0001784075450000033
分别是三轴加表的理想输出；
Figure BDA0001784075450000034
是与加表一次项成正比的g敏感系数矩阵。
可选的，所述状态方程为：
Xk＝Xk-1+Wk-1；其中，X＝[gBx gBy gBz Gxx Gxy Gxz Gyx Gyy Gyz Gzx Gzy Gzz]为状态变量向量；Wk-1是***噪声序列。
可选的，所述观测方程为：
Figure BDA0001784075450000035
Figure BDA0001784075450000036
其中，wx,wy,wz分别是静态下三轴陀螺的输出,H是量测阵；Vk是量测噪声序列。
可选的，所述DTG惯组位于所述初始位置时，Y轴朝向北偏东45度。
本发明实施例中，通过采集DTG惯组基于初始位置分别绕X轴和Y轴旋转，DTG惯组在不同角度的N个第一数据和M个第二数据；并采集DTG惯组在Z轴位于水平位置的状态下绕Z轴旋转，DTG惯组在不同角度的L个第三数据；每一个所述第一数据为DTG惯组在绕X轴旋转至不同角度静置第一预设时长所采集的数据；每一个所述第一数据为DTG惯组在绕X轴旋转至不同角度静置第二预设时长所采集的数据；每一个所述第三数据为DTG惯组在绕Y轴旋转至不同角度静置第三预设时长所采集的数据；L、M和N均为正整数，且L、M和N的和值大于11；所述DTG惯组位于所述初始位置时，X轴和Y轴水平，Z轴满足右手螺旋定则；基于陀螺误差模型中的静态漂移参数作为状态变量，建立状态方程；并基于地球转速作为观测量，利用静态时陀螺三轴理想输入的模等于地球转速建立观测方程；基于所述状态方程和所述观测方程，利用第一数据、第二数据和第三数据，按照无损卡尔曼滤波方法对状态变量进行估计。由于基于地球转速作为观测量，利用静态时陀螺三轴理想输入的模等于地球转速，利用无损卡尔曼滤波方法对DTG惯组静态漂移进行标定；这样，在本发明实施例中，无需依赖高精度的转台实现DTG惯组静态漂移进行标定，降低了DTG惯组静态漂移标定的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的DTG惯组静态漂移标定方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的DTG惯组静态漂移标定装置的结构图。
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作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。
参见图1，图1是本发明实施例提供的一种DTG惯组静态漂移标定方法的流程图，如图1所示，包括以下步骤：
步骤101，采集DTG惯组基于初始位置分别绕X轴和Y轴旋转，DTG惯组在不同角度的N个第一数据和M个第二数据；并采集DTG惯组在Z轴位于水平位置的状态下绕Z轴旋转，DTG惯组在不同角度的L个第三数据。
本发明实施例中，每一个所述第一数据为DTG惯组在绕X轴旋转至不同角度静置第一预设时长所采集的数据；每一个所述第一数据为DTG惯组在绕X轴旋转至不同角度静置第二预设时长所采集的数据；每一个所述第三数据为DTG惯组在绕Y轴旋转至不同角度静置第三预设时长所采集的数据；L、M和N均为正整数，且L、M和N的和值大于11；所述DTG惯组位于所述初始位置时，X轴和Y轴水平，Z轴满足右手螺旋定则。
在本实施例中，采集每一第一数据、第二数据和第三数据的角度(即旋转静置的位置)可以根据实际需要进行设置，为了方便测试，可以每旋转45度，采集静置的输出数据；与此同时，在每一静置的位置静置的时间可以根据实际需要进行设置，例如，可以设置为2分钟。
为了方便测试，所述DTG惯组位于所述初始位置时，Y轴朝向北偏东45度。
步骤102，基于陀螺误差模型中的静态漂移参数作为状态变量，建立状态方程；并基于地球转速作为观测量，利用静态时陀螺三轴理想输入的模等于地球转速建立观测方程；
可选的，上述陀螺误差模型为：
Figure BDA0001784075450000051
其中，[wx wy wz]T分别是三轴陀螺含有误差的输出；
Figure BDA0001784075450000052
分别是陀螺的理想输入；[gBx gBy gBz]T分别是三轴陀螺的常值零偏；
Figure BDA0001784075450000053
分别是三轴加表的理想输出；
Figure BDA0001784075450000054
是与加表一次项成正比的g敏感系数矩阵。
可选的，上述状态方程为：
Xk＝Xk-1+Wk-1；其中，X＝[gBx gBy gBz Gxx Gxy Gxz Gyx Gyy Gyz Gzx Gzy Gzz]为状态变量向量；Wk-1是***噪声序列。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述观测方程为：
Figure BDA0001784075450000061
Figure BDA0001784075450000062
其中，wx,wy,wz分别是静态下三轴陀螺的输出,H是量测阵；Vk是量测噪声序列。
步骤103，基于所述状态方程和所述观测方程，利用第一数据、第二数据和第三数据，按照卡尔曼滤波方法对状态变量进行估计。
具体的，通过卡尔曼滤波迭代如下：
1、选定滤波初值：
Figure BDA0001784075450000063
Figure BDA0001784075450000064
对k＝1,2,3,…,执行以下步骤：
2、计算k-1时刻的(2n+1)个σ样本点：
Figure BDA0001784075450000065
Figure BDA0001784075450000066
Figure BDA0001784075450000067
式中
Figure BDA0001784075450000068
λ＝α2(n+κ)-n，n＝dim(X)，κ≥0，10-4≤α≤1；
3、计算k时刻的一步预测模型值：
Figure BDA0001784075450000069
Figure BDA00017840754500000610
Figure BDA00017840754500000611
其中，
Figure BDA00017840754500000612
Figure BDA0001784075450000071
Figure BDA0001784075450000072
4、计算k时刻一步预测样本点：
Figure BDA0001784075450000073
Figure BDA0001784075450000074
Figure BDA0001784075450000075
5、计算
Figure BDA00017840754500000713
Figure BDA0001784075450000076
Figure BDA0001784075450000077
式中，
Figure BDA0001784075450000078
Figure BDA0001784075450000079
6、计算增益矩阵
Figure BDA00017840754500000710
7、计算滤波值
Figure BDA00017840754500000711
Figure BDA00017840754500000712
为了更好的理解本发明，以下通过具体实例进行说明：
第一步：可以控制DTG惯组在初始位置以一预设速度(如：6°/s的转速)绕X轴旋转45度，静置2分钟，采集DTG惯组的输出，获得第一个第一数据，然后继续旋转45度，采集第二个第一数据，直至DTG惯组返回初始位置。
第二步：可以控制DTG惯组在初始位置以一预设速度(如：6°/s的转速)绕Y轴旋转45度，静置2分钟，采集DTG惯组的输出，获得第一个第二数据，然后继续旋转45度，采集第二个第二数据，直至DTG惯组返回初始位置。
第三步：可以控制DTG惯组在初始位置将Z轴转至水平，然后以一预设速度(如：6°/s的转速)绕Z轴旋转45度，静置2分钟，采集DTG惯组的输出，获得第一个第三数据，接着继续旋转45度，采集第二个第三数据，直至DTG惯组绕Z轴旋转360度。
基于上述方案采集的第一数据、第二数据和第三数据，陀螺常值零偏和g敏感项的误差源及仿真结果如下表所示：
序号 参数 真值 估计值 估计误差
1 gB<sub>x</sub>(°/h) 0.3 0.2973 -0.0027
2 gB<sub>y</sub>(°/h) 0.4 0.3995 -0.0005
3 gB<sub>z</sub>(°/h) 0.5 0.4990 -0.001
4 G<sub>xx</sub>(°/h/g) 0.1 0.1187 0.0187
5 G<sub>xy</sub>(°/h/g) 0.2 0.1857 -0.0143
6 G<sub>xz</sub>(°/h/g) 0.1 0.1159 0.0159
7 G<sub>yx</sub>(°/h/g) 0.2 0.2034 0.0034
8 G<sub>yy</sub>(°/h/g) 0.1 0.1158 0.0158
9 G<sub>yz</sub>(°/h/g) 0.2 0.2058 0.0058
10 G<sub>zx</sub>(°/h/g) 0.1 0.0825 -0.0175
11 G<sub>zy</sub>(°/h/g) 0.2 0.1908 -0.0092
12 G<sub>zz</sub>(°/h/g) 0.1 0.1198 0.0198
由上表可知，仿真结果均接近真值；且收敛过程较快。
本发明实施例中，通过采集DTG惯组基于初始位置分别绕X轴和Y轴旋转，DTG惯组在不同角度的N个第一数据和M个第二数据；并采集DTG惯组在Z轴位于水平位置的状态下绕Z轴旋转，DTG惯组在不同角度的L个第三数据；每一个所述第一数据为DTG惯组在绕X轴旋转至不同角度静置第一预设时长所采集的数据；每一个所述第一数据为DTG惯组在绕X轴旋转至不同角度静置第二预设时长所采集的数据；每一个所述第三数据为DTG惯组在绕Y轴旋转至不同角度静置第三预设时长所采集的数据；L、M和N均为正整数，且L、M和N的和值大于11；所述DTG惯组位于所述初始位置时，X轴和Y轴水平，Z轴满足右手螺旋定则；基于陀螺误差模型中的静态漂移参数作为状态变量，建立状态方程；并基于地球转速作为观测量，利用静态时陀螺三轴理想输入的模等于地球转速建立观测方程；基于所述状态方程和所述观测方程，利用第一数据、第二数据和第三数据，按照无损卡尔曼滤波方法对状态变量进行估计。由于基于地球转速作为观测量，利用静态时陀螺三轴理想输入的模等于地球转速，利用无损卡尔曼滤波方法对DTG惯组静态漂移进行标定；这样，在本发明实施例中，无需依赖高精度的转台实现DTG惯组静态漂移进行标定，降低了DTG惯组静态漂移标定的成本。
参见图2，图2是本发明实施例提供的DTG惯组静态漂移标定装置的结构图，如图2所示，DTG惯组静态漂移标定装置包括：
采集模块201，用于采集DTG惯组基于初始位置分别绕X轴和Y轴旋转，DTG惯组在不同角度的N个第一数据和M个第二数据；并采集DTG惯组在Z轴位于水平位置的状态下绕Z轴旋转，DTG惯组在不同角度的L个第三数据；每一个所述第一数据为DTG惯组在绕X轴旋转至不同角度静置第一预设时长所采集的数据；每一个所述第一数据为DTG惯组在绕X轴旋转至不同角度静置第二预设时长所采集的数据；每一个所述第三数据为DTG惯组在绕Y轴旋转至不同角度静置第三预设时长所采集的数据；L、M和N均为正整数，且L、M和N的和值大于11；所述DTG惯组位于所述初始位置时，X轴和Y轴水平，Z轴满足右手螺旋定则；
方程建立模块202，用于基于陀螺误差模型中的静态漂移参数作为状态变量，建立状态方程；并基于地球转速作为观测量，利用静态时陀螺三轴理想输入的模等于地球转速建立观测方程；
处理模块203，用于基于所述状态方程和所述观测方程，利用第一数据、第二数据和第三数据，按照无损卡尔曼滤波方法对状态变量进行估计。
可选的，所述陀螺误差模型为：
Figure BDA0001784075450000091
其中，[wx wy wz]T分别是三轴陀螺含有误差的输出；
Figure BDA0001784075450000092
分别是陀螺的理想输入；[gBx gBy gBz]T分别是三轴陀螺的常值零偏；
Figure BDA0001784075450000101
分别是三轴加表的理想输出；
Figure BDA0001784075450000102
是与加表一次项成正比的g敏感系数矩阵。
可选的，所述状态方程为：
Xk＝Xk-1+Wk-1；其中，X＝[gBx gBy gBz Gxx Gxy Gxz Gyx Gyy Gyz Gzx Gzy Gzz]为状态变量向量；Wk-1是***噪声序列。
可选的，所述观测方程为：
Figure BDA0001784075450000103
Figure BDA0001784075450000104
其中，wx,wy,wz分别是静态下三轴陀螺的输出,H是量测阵；Vk是量测噪声序列。
可选的，所述DTG惯组位于所述初始位置时，Y轴朝向北偏东45度。
本发明实施例中，通过采集DTG惯组基于初始位置分别绕X轴和Y轴旋转，DTG惯组在不同角度的N个第一数据和M个第二数据；并采集DTG惯组在Z轴位于水平位置的状态下绕Z轴旋转，DTG惯组在不同角度的L个第三数据；每一个所述第一数据为DTG惯组在绕X轴旋转至不同角度静置第一预设时长所采集的数据；每一个所述第一数据为DTG惯组在绕X轴旋转至不同角度静置第二预设时长所采集的数据；每一个所述第三数据为DTG惯组在绕Y轴旋转至不同角度静置第三预设时长所采集的数据；L、M和N均为正整数，且L、M和N的和值大于11；所述DTG惯组位于所述初始位置时，X轴和Y轴水平，Z轴满足右手螺旋定则；基于陀螺误差模型中的静态漂移参数作为状态变量，建立状态方程；并基于地球转速作为观测量，利用静态时陀螺三轴理想输入的模等于地球转速建立观测方程；基于所述状态方程和所述观测方程，利用第一数据、第二数据和第三数据，按照无损卡尔曼滤波方法对状态变量进行估计。由于基于地球转速作为观测量，利用静态时陀螺三轴理想输入的模等于地球转速，利用无损卡尔曼滤波方法对DTG惯组静态漂移进行标定；这样，在本发明实施例中，无需依赖高精度的转台实现DTG惯组静态漂移进行标定，降低了DTG惯组静态漂移标定的成本。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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，可轻易想到变化或替换，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 (4)

1.一种DTG惯组静态漂移标定方法，其特征在于，包括：
采集DTG惯组基于初始位置分别绕X轴和Y轴旋转，DTG惯组在不同角度的N个第一数据和M个第二数据；并采集DTG惯组在Z轴位于水平位置的状态下绕Z轴旋转，DTG惯组在不同角度的L个第三数据；每一个所述第一数据为DTG惯组在绕X轴旋转至不同角度静置第一预设时长所采集的数据；每一个所述第二数据为DTG惯组在绕Y轴旋转至不同角度静置第二预设时长所采集的数据；每一个所述第三数据为DTG惯组在绕Z轴旋转至不同角度静置第三预设时长所采集的数据；L、M和N均为正整数，且L、M和N的和值大于11；所述DTG惯组位于所述初始位置时，X轴和Y轴水平，Z轴满足右手螺旋定则；
基于陀螺误差模型中的静态漂移参数作为状态变量，建立状态方程；并基于地球转速作为观测量，利用静态时陀螺三轴理想输入的模等于地球转速建立观测方程；
基于所述状态方程和所述观测方程，利用第一数据、第二数据和第三数据，按照无损卡尔曼滤波方法对状态变量进行估计；
所述陀螺误差模型为：
Figure FDA0002562981970000011
其中，[wx wy wz]T分别是三轴陀螺含有误差的输出；
Figure FDA0002562981970000012
分别是陀螺的理想输入；[gBx gBy gBz]T分别是三轴陀螺的常值零偏；
Figure FDA0002562981970000013
分别是三轴加表的理想输出；
Figure FDA0002562981970000014
是与加表一次项成正比的g敏感系数矩阵；
所述状态方程为：
Xk＝Xk-1+Wk-1；其中，X＝[gBx gBy gBz Gxx Gxy Gxz Gyx Gyy Gyz Gzx Gzy Gzz]为状态变量向量；Wk-1是***噪声序列；
所述观测方程为：
Figure FDA0002562981970000021
；其中，wx,wy,wz分别是静态下三轴陀螺的输出,H是量测阵；Vk是量测噪声序列。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DTG惯组位于所述初始位置时，Y轴朝向北偏东45度。
3.一种DTG惯组静态漂移标定装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集DTG惯组基于初始位置分别绕X轴和Y轴旋转，DTG惯组在不同角度的N个第一数据和M个第二数据；并采集DTG惯组在Z轴位于水平位置的状态下绕Z轴旋转，DTG惯组在不同角度的L个第三数据；每一个所述第一数据为DTG惯组在绕X轴旋转至不同角度静置第一预设时长所采集的数据；每一个所述第二数据为DTG惯组在绕Y轴旋转至不同角度静置第二预设时长所采集的数据；每一个所述第三数据为DTG惯组在绕Z轴旋转至不同角度静置第三预设时长所采集的数据；L、M和N均为正整数，且L、M和N的和值大于11；所述DTG惯组位于所述初始位置时，X轴和Y轴水平，Z轴满足右手螺旋定则；
方程建立模块，用于基于陀螺误差模型中的静态漂移参数作为状态变量，建立状态方程；并基于地球转速作为观测量，利用静态时陀螺三轴理想输入的模等于地球转速建立观测方程；
处理模块，用于基于所述状态方程和所述观测方程，利用第一数据、第二数据和第三数据，按照无损卡尔曼滤波方法对状态变量进行估计；
所述陀螺误差模型为：
Figure FDA0002562981970000022
其中，[wx wy wz]T分别是三轴陀螺含有误差的输出；
Figure FDA0002562981970000023
分别是陀螺的理想输入；[gBx gBy gBz]T分别是三轴陀螺的常值零偏；
Figure FDA0002562981970000024
分别是三轴加表的理想输出；
Figure FDA0002562981970000031
是与加表一次项成正比的g敏感系数矩阵；
所述状态方程为：
Xk＝Xk-1+Wk-1；其中，X＝[gBx gBy gBz Gxx Gxy Gxz Gyx Gyy Gyz Gzx Gzy Gzz]为状态变量向量；Wk-1是***噪声序列；
所述观测方程为：
Figure FDA0002562981970000032
；其中，wx,wy,wz分别是静态下三轴陀螺的输出,H是量测阵；Vk是量测噪声序列。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述DTG惯组位于所述初始位置时，Y轴朝向北偏东45度。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU225971U1 (ru) * 2024-02-12 2024-05-15 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Гироинерциальный блок

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2750180C1 (ru) * 2020-10-22 2021-06-23 Акционерное общество "Инерциальные технологии "Технокомплекса" (АО "ИТТ") Способ уменьшения вибрационных погрешностей гироплатформы на динамически настраиваемых гироскопах

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006113391A2 (en) * 2005-04-19 2006-10-26 Jaymart Sensors, Llc Miniaturized inertial measurement unit and associated methods
CN101021546A (zh) * 2007-03-26 2007-08-22 北京航空航天大学 一种光纤陀螺惯性测量单元的现场标定方法
CN102759364A (zh) * 2012-04-26 2012-10-31 北京航空航天大学 一种应用gps/sins组合的挠性陀螺比力敏感误差飞行校准方法
CN102865881A (zh) * 2012-03-06 2013-01-09 武汉大学 一种惯性测量单元的快速标定方法
CN103808331A (zh) * 2014-03-05 2014-05-21 北京理工大学 一种mems三轴陀螺仪误差标定方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006113391A2 (en) * 2005-04-19 2006-10-26 Jaymart Sensors, Llc Miniaturized inertial measurement unit and associated methods
CN101021546A (zh) * 2007-03-26 2007-08-22 北京航空航天大学 一种光纤陀螺惯性测量单元的现场标定方法
CN102865881A (zh) * 2012-03-06 2013-01-09 武汉大学 一种惯性测量单元的快速标定方法
CN102759364A (zh) * 2012-04-26 2012-10-31 北京航空航天大学 一种应用gps/sins组合的挠性陀螺比力敏感误差飞行校准方法
CN103808331A (zh) * 2014-03-05 2014-05-21 北京理工大学 一种mems三轴陀螺仪误差标定方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MEMS陀螺漂移误差抑制方法研究;车晓蕊;《电子器件》;20180430;第356-360页 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU225971U1 (ru) * 2024-02-12 2024-05-15 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Гироинерциальный блок

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