CN116046027A - 三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准方法及*** - Google Patents
三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准方法及*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN116046027A CN116046027A CN202310336449.4A CN202310336449A CN116046027A CN 116046027 A CN116046027 A CN 116046027A CN 202310336449 A CN202310336449 A CN 202310336449A CN 116046027 A CN116046027 A CN 116046027A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- target
- error
- longitude
- drift
- optic gyroscope
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims abstract description 60
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 58
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 57
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 55
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 47
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 28
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C25/00—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass
- G01C25/005—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass initial alignment, calibration or starting-up of inertial devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
本发明涉及光纤陀螺技术领域,公开了一种三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准方法及***,用于提高水下航行惯导***位置误差无源自主校准时的准确率。方法包括:对目标光纤陀螺的等效漂移及经纬度误差进行映射关系分析,确定目标映射关系;控制目标载体进行悬停测试,采集在悬停测试过程中目标光纤陀螺的测试时间数据及坐标数据集合;通过坐标数据集合对目标光纤陀螺进行经纬度误差分析,确定经度漂移误差以及纬度漂移误差,对目标载体进行等效漂移估计值分析,确定目标等效漂移估计值集合;对目标光纤陀螺进行第一误差校准处理;对目标光纤陀螺进行累积误差分析,确定目标经度累积误差,对经过第一误差校准处理后的目标光纤陀螺进行第二误差校准处理。
Description
技术领域
本发明涉及光纤陀螺领域,尤其涉及一种三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准方法及***。
背景技术
惯性导航***是一种不依赖于外部信息,也不向外辐射能量的自主式导航***,是水下载器航行唯一连续可靠的导航方式。船用惯导***经历了从液浮陀螺惯导***、静电陀螺监控器到静电陀螺导航仪、再到光学陀螺惯导***的发展过程,这些船用惯导***最大的相似之处便是都采用了旋转调制误差自动补偿技术。
但是,由于调制残差的影响,三轴旋转式惯导的导航定位误差也会随时间积累,三轴旋转式惯导长期工作过程中需要利用外部信息对***定位误差进行校准,对于深远海水下载器而言,获取外部信息较为困难,如何实现水下航行惯导***位置误差无源自主校准至关重要。本发明提供了一种三轴旋转式惯导的位置误差无源自主校准方法及***,无需载器上浮水面,也不需要外部参考信息的辅助,即可实现位置误差的自校准,同时还可对三轴旋转式惯导的等效漂移进行估计和补偿,提升载器水下长时间隐蔽航行的自主性。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准方法及***,解决了对水下航行惯导***位置误差无源自主校准时准确率较低的技术问题。
本发明提供了一种三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准方法,包括:对目标光纤陀螺的等效漂移及经纬度误差进行映射关系分析,确定目标映射关系;控制装载所述目标光纤陀螺的目标载体进行悬停测试,并采集在悬停测试过程中所述目标光纤陀螺的测试时间数据以及坐标数据集合;基于所述目标映射关系,通过所述坐标数据集合对所述目标光纤陀螺进行经纬度误差分析,确定经度漂移误差以及纬度漂移误差;通过所述经度漂移误差以及所述纬度漂移误差,对所述目标载体进行等效漂移估计值分析,确定目标等效漂移估计值集合;通过所述目标等效漂移估计值集合对所述目标光纤陀螺进行第一误差校准处理;基于所述目标映射关系,通过所述测试时间数据以及所述坐标数据集合对所述目标光纤陀螺进行累积误差分析,确定目标经度累积误差,并通过所述目标经度累积误差对经过第一误差校准处理后的所述目标光纤陀螺进行第二误差校准处理。
在本发明中,所述控制装载所述目标光纤陀螺的目标载体进行悬停测试,并采集在悬停测试过程中所述目标光纤陀螺的测试时间数据以及坐标数据集合步骤,包括:控制装载所述目标光纤陀螺的目标载体处于静止状态,同时,记录所述目标载体处于静止状态的初始时刻;对处于所述初始时刻时的所述目标载体进行坐标数据采集,得到第一坐标数据;控制所述目标载体结束静止状态,同时,记录所述目标载体结束静止状态时的结束时刻;对处于所述结束时刻时的所述目标载体进行坐标数据采集,得到第二坐标数据;将所述初始时刻以及所述结束时刻合并为所述测试时间数据,同时,将所述第一坐标数据以及所述第二坐标数据作为所述坐标数据集合。
在本发明中,所述基于所述目标映射关系,通过所述坐标数据集合对所述目标光纤陀螺进行经纬度误差分析,确定经度漂移误差以及纬度漂移误差步骤,包括:通过所述坐标数据集合进行经纬度误差分析,确定候选经度误差以及候选纬度误差;通过所述目标映射关系,对所述候选经度误差以及所述候选纬度误差进行误差映射,得到经度漂移误差以及纬度漂移误差。
在本发明中,所述通过所述目标等效漂移估计值集合对所述目标光纤陀螺进行第一误差校准处理步骤,包括:将所述目标等效漂移估计值集合输入***解算方程进行角速度解算处理,得到角速度分量集合;通过所述角速度分量集合对所述目标光纤陀螺进行第一误差校准处理。
在本发明中,所述基于所述目标映射关系,通过所述测试时间数据以及所述坐标数据集合对所述目标光纤陀螺进行累积误差分析,确定目标经度累积误差,并通过所述目标经度累积误差对经过第一误差校准处理后的所述目标光纤陀螺进行第二误差校准处理步骤,包括:对所述测试时间数据进行数据遍历,确定所述初始时刻以及所述结束时刻;基于所述目标映射关系以及所述初始时刻,对处于所述结束时刻的所述目标载体进行经度累积误差分析,确定目标经度累积误差;通过所述目标经度累积误差进行第二误差校准处理。
本发明还提供了一种三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准***,包括:
映射分析模块,用于对目标光纤陀螺的等效漂移及经纬度误差进行映射关系分析,确定目标映射关系;
载体控制模块,用于控制装载所述目标光纤陀螺的目标载体进行悬停测试,并采集在悬停测试过程中所述目标光纤陀螺的测试时间数据以及坐标数据集合;
第一分析模块,用于基于所述目标映射关系,通过所述坐标数据集合对所述目标光纤陀螺进行经纬度误差分析,确定经度漂移误差以及纬度漂移误差;
第二分析模块,用于通过所述经度漂移误差以及所述纬度漂移误差,对所述目标载体进行等效漂移估计值分析,确定目标等效漂移估计值集合;
第一校准模块,用于通过所述目标等效漂移估计值集合对所述目标光纤陀螺进行第一误差校准处理;
第二校准模块,用于基于所述目标映射关系,通过所述测试时间数据以及所述坐标数据集合对所述目标光纤陀螺进行累积误差分析,确定目标经度累积误差,并通过所述目标经度累积误差对经过第一误差校准处理后的所述目标光纤陀螺进行第二误差校准处理。
本发明中,对目标光纤陀螺的等效漂移及经纬度误差进行映射关系分析,确定目标映射关系;控制装载所述目标光纤陀螺的目标载体进行悬停测试,并采集在悬停测试过程中所述目标光纤陀螺的测试时间数据以及坐标数据集合;基于所述目标映射关系,通过所述坐标数据集合对所述目标光纤陀螺进行经纬度误差分析,确定经度漂移误差以及纬度漂移误差;通过所述经度漂移误差以及所述纬度漂移误差,对所述目标载体进行等效漂移估计值分析,确定目标等效漂移估计值集合;通过所述目标等效漂移估计值集合对所述目标光纤陀螺进行第一误差校准处理;基于所述目标映射关系,通过所述测试时间数据以及所述坐标数据集合对所述目标光纤陀螺进行累积误差分析,确定目标经度累积误差,并通过所述目标经度累积误差对经过第一误差校准处理后的所述目标光纤陀螺进行第二误差校准处理,无需目标载体上浮水面,也不需要外部参考信息的辅助,即可实现位置误差的自校准,同时还可对三轴旋转式惯导的等效漂移进行估计和补偿,提升载器水下长时间隐蔽航行的自主性,进一步提升对水下航行惯导***位置误差无源自主校准时的准确率。
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为本发明实施例中三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准方法的流程图。
图2为本发明实施例中对目标光纤陀螺进行第一误差校准处理的流程图。
图3为本发明实施例中三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准***的示意图。
附图标记:
301、映射分析模块;302、载体控制模块;303、第一分析模块;304、第二分析模块;305、第一校准模块;306、第二校准模块。
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三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准方法的流程图,如图1所示,该流程图包括以下步骤:
S101、对目标光纤陀螺的等效漂移及经纬度误差进行映射关系分析,确定目标映射关系;
需要说明的是,在惯性导航***中,当该目标光纤陀螺所处于的惯导***处于水平阻尼状态下,舒勒周期误差可以被调制,惯性导航***中的经纬度随时间累积误差主要误差因数为等效漂移影响,当忽略经度和纬度误差的振荡项时,经纬度误差与等效陀螺漂移两者之间的目标映射关系可表示为:
其中,t为自主导航时间,为t时刻目标光纤陀螺的纬度误差,为t时刻目标光纤陀螺的经度误差,L(t)为t时刻目标光纤陀螺的纬度数据,为等效北向陀螺漂移、为等效天向陀螺漂移,为地球自转角速率,为误差系数,为无量纲量。
S102、控制装载目标光纤陀螺的目标载体进行悬停测试,并采集在悬停测试过程中目标光纤陀螺的测试时间数据以及坐标数据集合;
需要说明的是,当目标载体在水下长时间航行后,由于等效漂移误差的影响,三轴旋转式惯导的定位误差会随时间发散,此时需要对位置误差进行修正,同时需要对惯性导航***的等效漂移进行估计和补偿。
本发明设计采用悬停或坐底的方式,使得目标载体处于静止的状态,一般选择悬停或坐底的起始时刻为导航时间12小时的整数倍,记录目标载体进入静止状态的初始时刻为,经度和纬度分别记为、,目标载体静止一般也选取为导航时间12小时的整数倍,结束时刻记为,经度和纬度分别记为、,最终,得到在悬停测试过程中目标光纤陀螺的测试时间数据以及坐标数据集合。
S103、基于目标映射关系,通过坐标数据集合对目标光纤陀螺进行经纬度误差分析,确定经度漂移误差以及纬度漂移误差;
具体的,当纬度误差与等效陀螺漂移两者之间的目标映射关系后,自主导航时间t取12小时的整数倍(t=12n,n为整数)时,目标载体静止时间内经度误差记为,纬度误差记为,一般惯导***位置累积误差主要由经度误差发散造成,纬度误差一般都在零值附近呈地球周期振荡,此时。则:
其中,为结束时刻与初始时刻的时间差,需要说明的是,对于三轴旋转式惯导,造成其经度误差发散的主要误差源为陀螺等效北向和等效天向漂移,则基于目标映射关系,通过坐标数据集合对目标光纤陀螺进行经纬度误差分析,确定经度漂移误差以及纬度漂移误差,可以得到:
其中,为目标载体静止时间内经度误差,为目标载体静止时间内纬度误差,t为自主导航时间,L(t)为t时刻目标光纤陀螺的纬度数据,为等效北向陀螺漂移估计值、为等效天向陀螺漂移估计值,为地球自转角速率,为误差系数,为无量纲量。
S104、通过经度漂移误差以及纬度漂移误差,对目标载体进行等效漂移估计值分析,确定目标等效漂移估计值集合;
需要说明的是,由于三轴旋转式惯导在校准期间,目标载体处于静止状态,故,。由于,对目标载体进行等效漂移估计值分析,可得北向和天向等效漂移估计值如下:
其中,为等效北向陀螺漂移估计值、为等效天向陀螺漂移估计值。
S105、通过目标等效漂移估计值集合对目标光纤陀螺进行第一误差校准处理;
具体的,将等效北向陀螺漂移估计值以及等效天向陀螺漂移估计值直接补偿到***解算方程中对目标光纤陀螺进行第一误差校准处理,具体如下所示:
其中为时刻惯性导航***导航系相对惯性系角速度的北向分量,为时刻惯性导航***导航系相对惯性系角速度的天向分量,为目标载体速度向量在东向方向上的投影分量,为目标载体所在位置的卯酉圈半径。
S106、基于目标映射关系,通过测试时间数据以及坐标数据集合对目标光纤陀螺进行累积误差分析,确定目标经度累积误差,并通过目标经度累积误差对经过第一误差校准处理后的目标光纤陀螺进行第二误差校准处理。
需要说明的是,由于等效漂移的影响,惯性导航***的位置误差随时间累积发散,在对目标光纤陀螺进行第一次误差校准后,可以保证校准之后位置的发散速度,但无法修正已经发散的位置误差,为保证后续航行期间的位置精度,需要对已发散的位置误差进行修正。根据得到的等效北向和天向陀螺漂移值估计值为、,记时刻惯性导航***的经度累积误差为,由式(1)可得三轴旋转式惯导自主导航时刻经度累积误差为:
其中,为惯性导航***的开启时间,一般设置为0时刻,在时刻,为第一次误差校准后的经度数据,为第一次误差校准前的经度数据,则有:
。
将第一次误差校准后的经度数据替换作为时刻的初始值,通过上述过程即完成对经过第一误差校准处理后的目标光纤陀螺进行第二误差校准处理。
通过执行上述步骤,对目标光纤陀螺的等效漂移及经纬度误差进行映射关系分析,确定目标映射关系;控制装载目标光纤陀螺的目标载体进行悬停测试,并采集在悬停测试过程中目标光纤陀螺的测试时间数据以及坐标数据集合;基于目标映射关系,通过坐标数据集合对目标光纤陀螺进行经纬度误差分析,确定经度漂移误差以及纬度漂移误差;通过经度漂移误差以及纬度漂移误差,对目标载体进行等效漂移估计值分析,确定目标等效漂移估计值集合;通过目标等效漂移估计值集合对目标光纤陀螺进行第一误差校准处理;基于目标映射关系,通过测试时间数据以及坐标数据集合对目标光纤陀螺进行累积误差分析,确定目标经度累积误差,并通过目标经度累积误差对经过第一误差校准处理后的目标光纤陀螺进行第二误差校准处理,无需目标载体上浮水面,也不需要外部参考信息的辅助,即可实现位置误差的自校准,同时还可对三轴旋转式惯导的等效漂移进行估计和补偿,提升载器水下长时间隐蔽航行的自主性,进一步提升对水下航行惯导***位置误差无源自主校准时的准确率。
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)控制装载目标光纤陀螺的目标载体处于静止状态,同时,记录目标载体处于静止状态的初始时刻;
(2)对处于初始时刻时的目标载体进行坐标数据采集,得到第一坐标数据;
(3)控制目标载体结束静止状态,同时,记录目标载体结束静止状态时的结束时刻;
(4)对处于结束时刻时的目标载体进行坐标数据采集,得到第二坐标数据;
(5)将初始时刻以及结束时刻合并为测试时间数据,同时,将第一坐标数据以及第二坐标数据作为坐标数据集合。
需要说明的是,当目标载体在水下长时间航行后,由于等效漂移误差的影响,三轴旋转式惯导的定位误差会随时间发散,此时需要对位置误差进行修正,同时需要对惯性导航***的等效漂移进行估计和补偿。
本发明设计采用悬停或坐底的方式,使得目标载体处于静止的状态,一般选择悬停或坐底的起始时刻为导航时间12小时的整数倍,记录目标载体进入静止状态的初始时刻为,经度和纬度分别记为、,目标载体静止一般也选取为导航时间12小时的整数倍,结束时刻记为,经度和纬度分别记为、,最终,得到在悬停测试过程中目标光纤陀螺的测试时间数据以及坐标数据集合。
在一具体实施例中,执行步骤S103的过程可以具体包括如下步骤:
(1)通过坐标数据集合进行经纬度误差分析,确定候选经度误差以及候选纬度误差;
(2)通过目标映射关系,对候选经度误差以及候选纬度误差进行误差映射,得到经度漂移误差以及纬度漂移误差。
具体的,具体的,当纬度误差与等效陀螺漂移两者之间的目标映射关系后,自主导航时间t取12小时的整数倍(t=12n,n为整数)时,目标载体静止时间内经度误差记为,纬度误差记为,一般惯性导航***位置累积误差主要由经度误差发散造成,纬度误差一般都在零值附近呈地球周期振荡,此时,则:
其中,为结束时刻与初始时刻的时间差,需要说明的是,对于三轴旋转式惯导,造成其经度误差发散的主要误差源为陀螺等效北向和等效天向漂移,则基于目标映射关系,通过坐标数据集合对目标光纤陀螺进行经纬度误差分析,确定经度漂移误差以及纬度漂移误差,可以得到:
其中,为目标载体静止时间内经度误差,为目标载体静止时间内纬度误差,t为自主导航时间,L(t)为t时刻目标光纤陀螺的纬度数据,为等效北向陀螺漂移估计值、为等效天向陀螺漂移估计值,为地球自转角速率,为误差系数,为无量纲量。
在一具体实施例中,如图2所示,执行步骤S105的过程可以具体包括如下步骤:
S201、将目标等效漂移估计值集合输入***解算方程进行角速度解算处理,得到角速度分量集合;
S202、通过角速度分量集合对目标光纤陀螺进行第一误差校准处理。
具体的,将等效北向陀螺漂移估计值以及等效天向陀螺漂移估计值直接补偿到***解算方程中对目标光纤陀螺进行第一误差校准处理,具体如下所示:
其中为时刻惯性导航***导航系相对惯性系角速度的北向分量,为时刻惯性导航***导航系相对惯性系角速度的天向分量。
在一具体实施例中,执行步骤S106的过程可以具体包括如下步骤:
(1)对测试时间数据进行数据遍历,确定初始时刻以及结束时刻;
(2) 基于目标映射关系以及初始时刻,对处于结束时刻的目标载体进行经度累积误差分析,确定目标经度累积误差;
(3)通过目标经度累积误差进行第二误差校准处理。
需要说明的是,由于等效漂移的影响,惯性导航***的位置误差随时间累积发散,在对目标光纤陀螺进行第一次误差校准后,可以保证校准之后位置的发散速度,但无法修正已经发散的位置误差,为保证后续航行期间的位置精度,需要对已发散的位置误差进行修正。根据得到的等效北向和天向陀螺漂移值估计值为、,记时刻惯性导航***的经度累积误差为,由式(1)可得三轴旋转式惯导自主导航时刻经度累积误差为:
其中,为惯性导航***的开启时间,一般设置为0时刻,在时刻,为第一次误差校准后的经度数据,为第一次误差校准前的经度数据,则有:
。
将第一次误差校准后的经度数据替换作为时刻的初始值,通过上述过程即完成对经过第一误差校准处理后的目标光纤陀螺进行第二误差校准处理。
本发明实施例还提供了一种三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准***,如图3所示,该三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准***具体包括:
映射分析模块301,用于对目标光纤陀螺的等效漂移及经纬度误差进行映射关系分析,确定目标映射关系;
载体控制模块302,用于控制装载所述目标光纤陀螺的目标载体进行悬停测试,并采集在悬停测试过程中所述目标光纤陀螺的测试时间数据以及坐标数据集合;
第一分析模块303,用于基于所述目标映射关系,通过所述坐标数据集合对所述目标光纤陀螺进行经纬度误差分析,确定经度漂移误差以及纬度漂移误差;
第二分析模块304,用于通过所述经度漂移误差以及所述纬度漂移误差,对所述目标载体进行等效漂移估计值分析,确定目标等效漂移估计值集合;
第一校准模块305,用于通过所述目标等效漂移估计值集合对所述目标光纤陀螺进行第一误差校准处理;
第二校准模块306,用于基于所述目标映射关系,通过所述测试时间数据以及所述坐标数据集合对所述目标光纤陀螺进行累积误差分析,确定目标经度累积误差,并通过所述目标经度累积误差对经过第一误差校准处理后的所述目标光纤陀螺进行第二误差校准处理。
通过上述各个模块的协同合作,对目标光纤陀螺的等效漂移及经纬度误差进行映射关系分析,确定目标映射关系;控制装载所述目标光纤陀螺的目标载体进行悬停测试,并采集在悬停测试过程中所述目标光纤陀螺的测试时间数据以及坐标数据集合;基于所述目标映射关系,通过所述坐标数据集合对所述目标光纤陀螺进行经纬度误差分析,确定经度漂移误差以及纬度漂移误差;通过所述经度漂移误差以及所述纬度漂移误差,对所述目标载体进行等效漂移估计值分析,确定目标等效漂移估计值集合;通过所述目标等效漂移估计值集合对所述目标光纤陀螺进行第一误差校准处理;基于所述目标映射关系,通过所述测试时间数据以及所述坐标数据集合对所述目标光纤陀螺进行累积误差分析,确定目标经度累积误差,并通过所述目标经度累积误差对经过第一误差校准处理后的所述目标光纤陀螺进行第二误差校准处理,无需目标载体上浮水面,也不需要外部参考信息的辅助,即可实现位置误差的自校准,同时还可对三轴旋转式惯导的等效漂移进行估计和补偿,提升载器水下长时间隐蔽航行的自主性,进一步提升对水下航行惯导***位置误差无源自主校准时的准确率。
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 (6)
1.一种三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准方法,其特征在于,方法包括:
对目标光纤陀螺的等效漂移及经纬度误差进行映射关系分析,确定目标映射关系;
控制装载所述目标光纤陀螺的目标载体进行悬停测试,并采集在悬停测试过程中所述目标光纤陀螺的测试时间数据以及坐标数据集合;
基于所述目标映射关系,通过所述坐标数据集合对所述目标光纤陀螺进行经纬度误差分析,确定经度漂移误差以及纬度漂移误差;
通过所述经度漂移误差以及所述纬度漂移误差,对所述目标载体进行等效漂移估计值分析,确定目标等效漂移估计值集合;
通过所述目标等效漂移估计值集合对所述目标光纤陀螺进行第一误差校准处理;
基于所述目标映射关系,通过所述测试时间数据以及所述坐标数据集合对所述目标光纤陀螺进行累积误差分析,确定目标经度累积误差,并通过所述目标经度累积误差对经过第一误差校准处理后的所述目标光纤陀螺进行第二误差校准处理。
2.根据权利要求1所述的三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准方法,其特征在于,所述控制装载所述目标光纤陀螺的目标载体进行悬停测试,并采集在悬停测试过程中所述目标光纤陀螺的测试时间数据以及坐标数据集合步骤,包括:
控制装载所述目标光纤陀螺的目标载体处于静止状态,同时,记录所述目标载体处于静止状态的初始时刻;
对处于所述初始时刻时的所述目标载体进行坐标数据采集,得到第一坐标数据;
控制所述目标载体结束静止状态,同时,记录所述目标载体结束静止状态时的结束时刻;
对处于所述结束时刻时的所述目标载体进行坐标数据采集,得到第二坐标数据;
将所述初始时刻以及所述结束时刻合并为所述测试时间数据,同时,将所述第一坐标数据以及所述第二坐标数据作为所述坐标数据集合。
3.根据权利要求1所述的三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准方法,其特征在于,所述基于所述目标映射关系,通过所述坐标数据集合对所述目标光纤陀螺进行经纬度误差分析,确定经度漂移误差以及纬度漂移误差步骤,包括:
通过所述坐标数据集合进行经纬度误差分析,确定候选经度误差以及候选纬度误差;
通过所述目标映射关系,对所述候选经度误差以及所述候选纬度误差进行误差映射,得到经度漂移误差以及纬度漂移误差。
4.根据权利要求1所述的三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准方法,其特征在于,所述通过所述目标等效漂移估计值集合对所述目标光纤陀螺进行第一误差校准处理步骤,包括:
将所述目标等效漂移估计值集合输入***解算方程进行角速度解算处理,得到角速度分量集合;
通过所述角速度分量集合对所述目标光纤陀螺进行第一误差校准处理。
5.根据权利要求2所述的三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准方法,其特征在于,所述基于所述目标映射关系,通过所述测试时间数据以及所述坐标数据集合对所述目标光纤陀螺进行累积误差分析,确定目标经度累积误差,并通过所述目标经度累积误差对经过第一误差校准处理后的所述目标光纤陀螺进行第二误差校准处理步骤,包括:
对所述测试时间数据进行数据遍历,确定所述初始时刻以及所述结束时刻;
基于所述目标映射关系以及所述初始时刻,对处于所述结束时刻的所述目标载体进行经度累积误差分析,确定目标经度累积误差;
通过所述目标经度累积误差进行第二误差校准处理。
6.一种三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准***,用以执行如权利要求1至5任一项所述的三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准方法,其特征在于,包括:
映射分析模块,用于对目标光纤陀螺的等效漂移及经纬度误差进行映射关系分析,确定目标映射关系;
载体控制模块,用于控制装载所述目标光纤陀螺的目标载体进行悬停测试,并采集在悬停测试过程中所述目标光纤陀螺的测试时间数据以及坐标数据集合;
第一分析模块,用于基于所述目标映射关系,通过所述坐标数据集合对所述目标光纤陀螺进行经纬度误差分析,确定经度漂移误差以及纬度漂移误差;
第二分析模块,用于通过所述经度漂移误差以及所述纬度漂移误差,对所述目标载体进行等效漂移估计值分析,确定目标等效漂移估计值集合;
第一校准模块,用于通过所述目标等效漂移估计值集合对所述目标光纤陀螺进行第一误差校准处理;
第二校准模块,用于基于所述目标映射关系,通过所述测试时间数据以及所述坐标数据集合对所述目标光纤陀螺进行累积误差分析,确定目标经度累积误差,并通过所述目标经度累积误差对经过第一误差校准处理后的所述目标光纤陀螺进行第二误差校准处理。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310336449.4A CN116046027B (zh) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | 三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准方法及*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310336449.4A CN116046027B (zh) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | 三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准方法及*** |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116046027A true CN116046027A (zh) | 2023-05-02 |
CN116046027B CN116046027B (zh) | 2023-06-16 |
Family
ID=86131756
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310336449.4A Active CN116046027B (zh) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | 三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准方法及*** |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116046027B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117805867A (zh) * | 2024-02-29 | 2024-04-02 | 四川参盘供应链科技有限公司 | 一种基于定位点的gps漂移点过滤方法 |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07270176A (ja) * | 1994-03-30 | 1995-10-20 | Yokogawa Denshi Kiki Kk | 船舶の慣性航法装置 |
JPH1114396A (ja) * | 1997-06-23 | 1999-01-22 | Tokimec Inc | 慣性航法装置 |
CN102109358A (zh) * | 2010-12-17 | 2011-06-29 | 北京航空航天大学 | 一种船用激光陀螺惯性导航***位置校正方法 |
CN104776847A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-07-15 | 哈尔滨工程大学 | 一种适用于水下导航***单点估计陀螺漂移的方法 |
CN105424062A (zh) * | 2015-12-17 | 2016-03-23 | 北京理工大学 | 一种针对惯导***组合综合校正方法 |
RU2015146721A (ru) * | 2015-10-30 | 2017-05-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Способ оценки погрешностей трехосного гироскопа |
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 |
WO2020220729A1 (zh) * | 2019-04-29 | 2020-11-05 | 南京航空航天大学 | 基于角加速度计/陀螺/加速度计的惯性导航解算方法 |
CN115060258A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-09-16 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种基于谐振惯导***的卡尔曼滤波精对准方法 |
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***g敏感性误差标定方法 |
CN115560743A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-01-03 | 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 | 光纤陀螺的误差分析及消除方法及装置 |
CN115773751A (zh) * | 2023-02-13 | 2023-03-10 | 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 | 一种修正等效天向加计零位造成对准误差的方法 |
CN115855121A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-03-28 | 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 | 一种半球谐振陀螺的误差自校准方法 |
-
2023
- 2023-03-31 CN CN202310336449.4A patent/CN116046027B/zh active Active
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07270176A (ja) * | 1994-03-30 | 1995-10-20 | Yokogawa Denshi Kiki Kk | 船舶の慣性航法装置 |
JPH1114396A (ja) * | 1997-06-23 | 1999-01-22 | Tokimec Inc | 慣性航法装置 |
CN102109358A (zh) * | 2010-12-17 | 2011-06-29 | 北京航空航天大学 | 一种船用激光陀螺惯性导航***位置校正方法 |
CN104776847A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-07-15 | 哈尔滨工程大学 | 一种适用于水下导航***单点估计陀螺漂移的方法 |
RU2015146721A (ru) * | 2015-10-30 | 2017-05-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Способ оценки погрешностей трехосного гироскопа |
CN105424062A (zh) * | 2015-12-17 | 2016-03-23 | 北京理工大学 | 一种针对惯导***组合综合校正方法 |
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 |
WO2020220729A1 (zh) * | 2019-04-29 | 2020-11-05 | 南京航空航天大学 | 基于角加速度计/陀螺/加速度计的惯性导航解算方法 |
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***g敏感性误差标定方法 |
CN115060258A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-09-16 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种基于谐振惯导***的卡尔曼滤波精对准方法 |
CN115560743A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-01-03 | 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 | 光纤陀螺的误差分析及消除方法及装置 |
CN115773751A (zh) * | 2023-02-13 | 2023-03-10 | 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 | 一种修正等效天向加计零位造成对准误差的方法 |
CN115855121A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-03-28 | 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 | 一种半球谐振陀螺的误差自校准方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
丰璐;邓志红;王博;汪顺亭;: "一种长航时捷联惯导***单点综合校正方法", 兵工学报, no. 02 * |
方涛;黄卫权;王宗义;: "船用极区格网惯性导航***综合校正方法", 哈尔滨工业大学学报, no. 04 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117805867A (zh) * | 2024-02-29 | 2024-04-02 | 四川参盘供应链科技有限公司 | 一种基于定位点的gps漂移点过滤方法 |
CN117805867B (zh) * | 2024-02-29 | 2024-05-14 | 四川参盘供应链科技有限公司 | 一种基于定位点的gps漂移点过滤方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116046027B (zh) | 2023-06-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103900565B (zh) | 一种基于差分gps的惯导***姿态获取方法 | |
CN112378400A (zh) | 一种双天线gnss辅助的捷联惯导组合导航方法 | |
CN109974697A (zh) | 一种基于惯性***的高精度测绘方法 | |
CN105091907B (zh) | Sins/dvl组合中dvl方位安装误差估计方法 | |
CN101261130B (zh) | 一种船用光纤捷联惯导***传递对准精度评估方法 | |
CN112097763A (zh) | 一种基于mems imu/磁力计/dvl组合的水下运载体组合导航方法 | |
CN110954102B (zh) | 用于机器人定位的磁力计辅助惯性导航***及方法 | |
CN101571394A (zh) | 基于旋转机构的光纤捷联惯性导航***初始姿态确定方法 | |
CN111982106A (zh) | 导航方法、装置、存储介质及电子装置 | |
CN105371844A (zh) | 一种基于惯性/天文互助的惯性导航***初始化方法 | |
CN112432642B (zh) | 一种重力灯塔与惯性导航融合定位方法及*** | |
CN1995916A (zh) | 一种基于星敏感器标定的深综合组合导航方法 | |
CN102628691A (zh) | 一种完全自主的相对惯性导航方法 | |
CN109612460B (zh) | 一种基于静止修正的垂线偏差测量方法 | |
CN107677292B (zh) | 基于重力场模型的垂线偏差补偿方法 | |
CN114739425A (zh) | 基于rtk-gnss及全站仪的采煤机定位标定***及应用方法 | |
CN116046027B (zh) | 三轴旋转式惯导位置误差无源自主校准方法及*** | |
CN103453903A (zh) | 一种基于惯性测量组件的管道探伤***导航定位方法 | |
CN104776847B (zh) | 一种适用于水下导航***单点估计陀螺漂移的方法 | |
CN114018242A (zh) | 一种基于偏振/太阳/惯性信息智能匹配的自主定姿方法 | |
CN113175933A (zh) | 一种基于高精度惯性预积分的因子图组合导航方法 | |
CN109489661A (zh) | 一种卫星初始入轨时陀螺组合常值漂移估计方法 | |
CN113503892A (zh) | 一种基于里程计和回溯导航的惯导***动基座初始对准方法 | |
CN116222551A (zh) | 一种融合多种数据的水下导航方法及装置 | |
CN111722295A (zh) | 一种水下捷联式重力测量数据处理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |