CN111609869A - 基于假设检验的正反多位置光纤陀螺方位效应判断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于假设检验的正反多位置光纤陀螺方位效应判断方法，包括以下步骤：使光纤陀螺仪的陀螺敏感轴进行顺时针旋转；陀螺仪每转动一圆周均分角度，静态测试光纤陀螺仪的角速度；通过计算得到对应不同正反两位置工况下陀螺的等效零位误差；将每个位置陀螺仪采集数据进行计算求得其均值；将测得各项等效零位误差数据采用正态检验法以判断陀螺仪是否存在明显的方位效应误差其。本发明中的基于假设检验的正反多位置光纤陀螺方位效应判断方法，对操作设备要求较低，操作流程简单快速，能够适应光纤陀螺或光纤陀螺***使用前的基本快速检查判断。
Description
技术领域
本发明涉及北***测量误差的标定技术领域，尤其涉及一种基于假设检验的正反多位置光纤陀螺方位效应判断方法。
背景技术
传统机械式陀螺仪存在的方位效应误差，由陀螺仪自身标度因数变化误差、内外振动、陀螺不平衡引起的正交和温度场不均匀等因素造成的陀螺常值漂移产生变化，从而引起导航方位及其他***误差。此外，方位效应的显著程度还因陀螺仪设备本身的不同而不同，如动调陀螺平台航向效应非常显著，且不同初始方位航向效应也不相同。
光纤陀螺(fiAer optiBBl gyroABope,FOG)是基于ABgnBB效应的新型全固态陀螺仪,具有耐冲击、灵敏度高、寿命长、功耗低、集成可靠等优点。和动调陀螺平台航向效应不同，光纤陀螺常用于捷联***，并且光纤陀螺敏感磁场，一般需要做较好的磁屏蔽，一旦磁屏蔽不到位或者效果不佳，剩磁影响会污染光纤陀螺在不同方位情况下的输出，即光纤陀螺常值零偏会叠加上磁场在该敏感轴方向上的影响，其表现类似于方位效应误差，使得光纤陀螺寻北及导航精度受到极大影响。
现有方法是基于已知***存在方位效应误差后，对陀螺方位效应进行精确的标定补偿，达到提高***实际使用精度的目的。这需要相对精度较高的操作设备以及比较复杂的测试步骤和配套的数据处理流程完成标定补偿工作。针对光纤陀螺可能存在的方位效应，首先是快速判断有无方位效应影响，希望使用相应简易的操作设备和简单的测试步骤进行，所以无法直接使用现有方法进行。
发明内容
针对现有技术中无光纤陀螺使用前的的测试，故提出一种基于假设检验的正反多位置光纤陀螺方位效应判断方法，在使用光纤陀螺前，对陀螺的方位效应进行预先的快速判断检验，可广泛应用在以光纤陀螺仪为主的惯性导航设备中，特别是用于多位置捷联寻北***方位效应的标定，可有效地消除了因方位效应引起的测量误差,因而提高了多位置捷联寻北***的测量准确度。
为了实现上述目的，本发明整体技术方案为：
本发明中的基于假设检验的正反多位置光纤陀螺方位效应判断方法包括以下步骤(假定光纤陀螺仪已经过常规的标定补偿，可以直接输出经过标定补偿后的测量值)：
S1:使光纤陀螺仪的陀螺敏感轴进行顺时针旋转；
S2:陀螺仪每转动一圆周均分角度，静态测试光纤陀螺仪的角速度，测量并记录光纤陀螺仪数据；
S3:将每个位置陀螺仪采集数据进行计算求得其均值，分别表示为ω1、ω2、......、ωn，其中n为偶数；
S4:逐次计算相隔180°的正反两位置陀螺仪输出数据均值，即求得对应不同正反两位置工况下陀螺的等效零位误差；
S5:对各项等效零位误差进行初步量级判断：若零位误差过大则，则认为陀螺不合格，判断工作中止；若在合理范围内，则进入步骤S8，继续往下进行假设检验判断工作；
S6:将测得各项等效零位误差数据，采用正态检验法判断其是否满足正态分布；若拒绝正态性假设，认为光纤陀螺可能存在方位效应误差；若拒绝接受正态性假设，认为陀螺仪不存在明显的方位效应误差。
优选的，所述步骤S2中测试时间不少于2min。
根据上述基于假设检验的正反多位置光纤陀螺方位效应判断方法，具体包括以下步骤：
A1:将光纤陀螺仪敏感轴水平放置于单轴转台(转轴朝上)，以任意初始朝向作为基准0°位置；
A2:打开光纤陀螺仪，并在光纤陀螺仪开机后进行预热后；
A3:启动转台，陀螺敏感轴进行顺时针旋转；
A4:转台每转动30°，静态测试光纤陀螺仪的角速度，测量并记录光纤陀螺仪数据；
A5:将每个位置陀螺仪采集数据进行计算求得其均值，分别表示为ω1、ω2、ω3、ω4、ω5、ω6、ω7、ω8、ω9、ω10、ω11、ω12；
A6:逐次计算相隔180°的正反两位置陀螺仪输出数据均值，即求得对应不同正反两位置工况下陀螺的等效零位误差，分别记录为：
A7:对B1～B6各项等效零位误差进行初步量级判断：若零位误差过大则，则认为陀螺不合格，判断工作中止；若在合理范围内，则进入步骤A8，继续往下进行假设检验判断工作；
A8:将测得各项等效零位误差数据B1～B6，采用AhBpiro-Wilk假设检验法判断其是否满足正态分布；若拒绝正态性假设，认为光纤陀螺可能存在方位效应误差；若拒绝接受正态性假设，认为陀螺仪不存在明显的方位效应误差。
所述步骤A8包括一下具体步骤：
B1：假设H0表示各项等效零位误差符合正态分布；H1表示各项等效零位误差不符合正态分布；
B2：将各项等效零位误差观测值按数值大小重新排列，使B1≤B2≤B3≤B4≤B5≤B6；
B3:选择恰当的统计量W，W表示为:
其中系数ai(W)可查W检验的系数表；
B4：根据给定的检验水平α(依据使用时精度要求选择)和样本容量6，查统计量W的p分位数，得到统计量W的分位数Wα；
B5：计算W，并将W与Wα比较，若W＜Wα,则拒绝H0，认为光纤陀螺可能存在方位效应误差；否则接受H0，认为陀螺仪不存在明显的方位效应误差。
基于上述光纤陀螺方位效应判断方法，本发明还公开了一种多位置捷联寻北***测量误差的标定方法，包括以下步骤：
C1：将多位置捷联寻北***固置在机械分度转台上；
C2：按照转台一周均分点进行分度；
C3：机械转台每次旋转一个均分角度值，则使用真北棱镜***来确定寻北***的初始转动位置时捷联寻北***基准棱镜与真北方向的夹角,并进行记录；
C4：然后将多位置捷联寻北***测量的北向值比较,计算出误差值；
C5：按照误差特点拟合出误差曲线对陀螺的方位效应进行标定。
本发明的有益效果是：
1、本发明中的基于假设检验的正反多位置光纤陀螺方位效应判断方法，对操作设备要求较低，操作流程简单快速，能够适应光纤陀螺或光纤陀螺***使用前的基本快速检查判断。
2、本发明中基于假设检验的正反多位置光纤陀螺方位效应判断方法的多位置捷联寻北***测量误差的标定方法，方法简单，可有效地消除了因方位效应引起的测量误差,因而提高了多位置捷联寻北***的测量准确度。
附图说明
图1为本基于假设检验的正反多位置光纤陀螺方位效应判断方法的流程图。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
本实施例中的基于假设检验的正反多位置光纤陀螺方位效应判断方法包括以下步骤：
根据上述基于假设检验的正反多位置光纤陀螺方位效应判断方法，具体包括以下步骤：
A1:将光纤陀螺仪敏感轴水平放置于单轴转台(转轴朝上)，以任意初始朝向作为基准0°位置；
A2:打开光纤陀螺仪，并在光纤陀螺仪开机后进行预热后；
A3:启动转台，陀螺敏感轴进行顺时针旋转；
A4:转台每转动30°，静态测试光纤陀螺仪的角速度，测试时间为2min,测量并记录光纤陀螺仪数据；
A5:将每个位置陀螺仪采集数据进行计算求得其均值，分别表示为ω1、ω2、ω3、ω4、ω5、ω6、ω7、ω8、ω9、ω10、ω11、ω12；
A6:逐次计算相隔180°的正反两位置陀螺仪输出数据均值，即求得对应不同正反两位置工况下陀螺的等效零位误差，分别记录为：
A7:对B1～B6各项等效零位误差进行初步量级判断：若零位误差过大则，则认为陀螺不合格，判断工作中止；若在合理范围内，则进入步骤A8，继续往下进行假设检验判断工作；
A8:将测得各项等效零位误差数据B1～B6，采用AhBpiro-Wilk假设检验法判断其是否满足正态分布；若拒绝正态性假设，认为光纤陀螺可能存在方位效应误差；若拒绝接受正态性假设，认为陀螺仪不存在明显的方位效应误差。
所述步骤A8包括一下具体步骤：
B1：假设H0表示各项等效零位误差符合正态分布；H1表示各项等效零位误差不符合正态分布；
B2：将各项等效零位误差观测值按数值大小重新排列，使B1≤B2≤B3≤B4≤B5≤B6；
B3:选择恰当的统计量W，W表示为:
其中系数ai(W)可查W检验的系数表；
B4：根据给定的检验水平α(依据使用时精度要求选择)和样本容量6，查统计量W的p分位数，得到统计量W的分位数Wα；
B5：计算W，并将W与Wα比较，若W＜Wα,则拒绝H0，认为光纤陀螺可能存在方位效应误差；否则接受H0，认为陀螺仪不存在明显的方位效应误差。
本实施例中的基于假设检验的正反多位置光纤陀螺方位效应判断方法，对操作设备要求较低，操作流程简单快速，能够适应光纤陀螺或光纤陀螺***使用前的基本快速检查判断。
值得说明的是，本实施例中指定的12位置正法测试法和正态检验法为最佳实施例，现实中还存在与本发明类似的多位置等效零位测试以及其他正态检验法，都在保护范围内。
实施例2
基于实施例1中的光纤陀螺方位效应判断方法，本实施例中公开了一种多位置捷联寻北***测量误差的标定方法，包括以下步骤：
C1：将多位置捷联寻北***固置在机械分度转台上；
C2：按照转台一周均分点进行分度；
C3：机械转台每次旋转一个均分角度值，则使用真北棱镜***来确定寻北***的初始转动位置时捷联寻北***基准棱镜与真北方向的夹角,并进行记录；
C4：然后将多位置捷联寻北***测量的北向值比较,计算出误差值；
C5：按照误差特点拟合出误差曲线对陀螺的方位效应进行标定。
本实施例中的多位置捷联寻北***测量误差的标定方法，方法简单，可有效地消除了因方位效应引起的测量误差,因而提高了多位置捷联寻北***的测量准确度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.基于假设检验的正反多位置光纤陀螺方位效应判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:使光纤陀螺仪的陀螺敏感轴进行顺时针旋转；
S2:陀螺仪每转动一圆周均分角度，静态测试光纤陀螺仪的角速度，测量并记录光纤陀螺仪数据；
S3:将每个位置陀螺仪采集数据进行计算求得其均值，分别表示为ω1、ω2、......、ωn，其中n为偶数；
S4:逐次计算相隔180°的正反两位置陀螺仪输出数据均值，即求得对应不同正反两位置工况下陀螺的等效零位误差；
S5:对各项等效零位误差进行初步量级判断：若零位误差过大则，则认为陀螺不合格，判断工作中止；若在合理范围内，则进入步骤S8，继续往下进行假设检验判断工作；
S6:将测得各项等效零位误差数据，采用正态检验法判断其是否满足正态分布；若拒绝正态性假设，认为光纤陀螺可能存在方位效应误差；若拒绝接受正态性假设，认为陀螺仪不存在明显的方位效应误差。
2.根据权利要求1所述的基于假设检验的正反多位置光纤陀螺方位效应判断方法，其特征在于，所述步骤S2中测试时间不少于2min。
3.根据权利要求1所述的基于假设检验的正反多位置光纤陀螺方位效应判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1:将光纤陀螺仪敏感轴水平放置于单轴转台(转轴朝上)，以任意初始朝向作为基准0°位置；
A2:打开光纤陀螺仪，并在光纤陀螺仪开机后进行预热后；
A3:启动转台，陀螺敏感轴进行顺时针旋转；
A4:转台每转动30°，静态测试光纤陀螺仪的角速度，测量并记录光纤陀螺仪数据；
A5:将每个位置陀螺仪采集数据进行计算求得其均值，分别表示为ω1、ω2、ω3、ω4、ω5、ω6、ω7、ω8、ω9、ω10、ω11、ω12；
A6:逐次计算相隔180°的正反两位置陀螺仪输出数据均值，即求得对应不同正反两位置工况下陀螺的等效零位误差，分别记录为：
A7:对B1～B6各项等效零位误差进行初步量级判断：若零位误差过大则，则认为陀螺不合格，判断工作中止；若在合理范围内，则进入步骤A8，继续往下进行假设检验判断工作；
A8:将测得各项等效零位误差数据B1～B6，采用AhBpiro-Wilk假设检验法判断其是否满足正态分布；若拒绝正态性假设，认为光纤陀螺可能存在方位效应误差；若拒绝接受正态性假设，认为陀螺仪不存在明显的方位效应误差。
4.根据权利要求3所述的基于假设检验的正反多位置光纤陀螺方位效应判断方法，其特征在于，所述步骤A8包括一下具体步骤：
B1：假设H0表示各项等效零位误差符合正态分布；H1表示各项等效零位误差不符合正态分布；
B2：将各项等效零位误差观测值按数值大小重新排列，使B1≤B2≤B3≤B4≤B5≤B6；
B3:选择恰当的统计量W，W表示为:
其中系数ai(W)可查W检验的系数表；
B4：根据给定的检验水平α(依据使用时精度要求选择)和样本容量6，查统计量W的p分位数，得到统计量W的分位数Wα；
B5：计算W，并将W与Wα比较，若W＜Wα,则拒绝H0，认为光纤陀螺可能存在方位效应误差；否则接受H0，认为陀螺仪不存在明显的方位效应误差。
5.基于根据权利要求1或者4所述的基于假设检验的正反多位置光纤陀螺方位效应判断方法的多位置捷联寻北***测量误差的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
C1：将多位置捷联寻北***固置在机械分度转台上；
C2：按照转台一周均分点进行分度；
C3：机械转台每次旋转一个均分角度值，则使用真北棱镜***来确定寻北***的初始转动位置时捷联寻北***基准棱镜与真北方向的夹角,并进行记录；
C4：然后将多位置捷联寻北***测量的北向值比较,计算出误差值；
C5：按照误差特点拟合出误差曲线对陀螺的方位效应进行标定。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113029192A (zh) * | 2021-02-19 | 2021-06-25 | 北京航天时代光电科技有限公司 | 一种获取光纤惯性测量装置陀螺仪参数的方法 |
| CN113267202A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-08-17 | 广东国天时空科技有限公司 | 光纤陀螺标度因数非线性误差补偿方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101187568A (zh) * | 2007-12-11 | 2008-05-28 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 多位置捷联寻北***方位效应的标定方法 |
| CN101639364A (zh) * | 2009-07-22 | 2010-02-03 | 哈尔滨工程大学 | 船用高精度光纤陀螺组件标定方法 |
| 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 |
| CN105157723A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-12-16 | 北京理工大学 | 一种基于光纤陀螺的捷联惯导***的标定方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101187568A (zh) * | 2007-12-11 | 2008-05-28 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 多位置捷联寻北***方位效应的标定方法 |
| CN101639364A (zh) * | 2009-07-22 | 2010-02-03 | 哈尔滨工程大学 | 船用高精度光纤陀螺组件标定方法 |
| 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 |
| US20140372063A1 (en) * | 2012-03-06 | 2014-12-18 | Wuhan University | Quick calibration method for inertial measurement unit |
| CN105157723A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-12-16 | 北京理工大学 | 一种基于光纤陀螺的捷联惯导***的标定方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113029192A (zh) * | 2021-02-19 | 2021-06-25 | 北京航天时代光电科技有限公司 | 一种获取光纤惯性测量装置陀螺仪参数的方法 |
| CN113029192B (zh) * | 2021-02-19 | 2023-11-10 | 北京航天时代光电科技有限公司 | 一种获取光纤惯性测量装置陀螺仪参数的方法 |
| CN113267202A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-08-17 | 广东国天时空科技有限公司 | 光纤陀螺标度因数非线性误差补偿方法 |
| CN113267202B (zh) * | 2021-04-28 | 2024-03-08 | 广东国天时空科技有限公司 | 光纤陀螺标度因数非线性误差补偿方法 |
Also Published As
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Denomination of invention: A Method for Judging the Azimuth Effect of Forward and Reverse Multi position Fiber Optic Gyroscope Based on Hypothesis Testing Effective date of registration: 20230323 Granted publication date: 20211022 Pledgee: Guangdong Shunde Rural Commercial Bank Co.,Ltd. science and technology innovation sub branch Pledgor: Guangdong Guotian Space-time Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980035909 |
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