基于加速度計(jì)的軸系垂直度動(dòng)基座測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于一種機(jī)械式慣導(dǎo)平臺(tái)技術(shù)，涉及一種軸系垂直度動(dòng)基座測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 精密軸系是平臺(tái)式慣導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，其一般采用機(jī)電控制方法建立物理機(jī)械 平臺(tái)，導(dǎo)航加速度計(jì)和巧螺儀都安裝在該物理平臺(tái)上。平臺(tái)根據(jù)解算方式的不同如半解析 式，幾何式和解析式等具有不同物理用途，但都需通過(guò)其H根穩(wěn)定軸模擬一種導(dǎo)航坐標(biāo)系。 因此，軸線回轉(zhuǎn)精度，軸線垂直度精度作為平臺(tái)式慣導(dǎo)系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)慣導(dǎo)平臺(tái)輸 出的加、角速度等數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度有直接影響。
[0003] 長(zhǎng)期使用過(guò)程中，輸出數(shù)據(jù)精度可能會(huì)發(fā)生變化，精度的變化可能來(lái)源于多方面 影響，如巧螺儀加速度計(jì)的使用壽命與誤差累積，慣導(dǎo)組件與平臺(tái)連接的位置關(guān)系，軸系垂 直度的輕微變化等等，系統(tǒng)也可能出現(xiàn)故障。慣導(dǎo)平臺(tái)裝船后，一旦出現(xiàn)上述情況，需要對(duì) 技術(shù)故障進(jìn)行分析、定位。艦船離港后，處于動(dòng)基座狀態(tài)，現(xiàn)有如光電自準(zhǔn)直儀法或水平儀 法等基于靜基座條件下，在動(dòng)基座下無(wú)法對(duì)軸系垂直度精度進(jìn)行測(cè)量，因此也就難W實(shí)現(xiàn) 對(duì)故障的定性分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是：提供一種能夠在動(dòng)基座狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)對(duì)軸系垂直度精確測(cè)量的 方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是；一種基于加速度計(jì)的軸系垂直度動(dòng)基座測(cè)量方法，其利用 靜基座條件下的測(cè)量原理，結(jié)合動(dòng)基座條件，解算出擾動(dòng)輸出量，根據(jù)不同擾動(dòng)源，設(shè)置H 個(gè)共線的加速度計(jì)，且其共線通過(guò)慣導(dǎo)平臺(tái)中也，通過(guò)相鄰軸系相互表征的垂直關(guān)系，利用 靜基座條件下的相鄰軸的角度關(guān)系，結(jié)合H個(gè)加速度計(jì)的輸出，得到動(dòng)基座條件下的軸系 垂直度。
[0006] -個(gè)加速度計(jì)設(shè)置在相鄰軸系的幾何中也，另外兩個(gè)加速度計(jì)設(shè)置在相鄰軸系外 框軸的兩端。
[0007] 所述通過(guò)調(diào)節(jié)頂絲調(diào)節(jié)加速度計(jì)輸出，使得相鄰軸系外框軸兩端輸出差值小于 10-3g。
[0008] 所述的基于加速度計(jì)的軸系垂直度動(dòng)基座測(cè)量方法，其動(dòng)基座條件下的軸系垂直 度F如下：
[0009] F = -2cos (t) sin (t) m+ (sin (t) 2-COS (t) 2) n-p (3)
[0010] 其中，m為第一次旋轉(zhuǎn)后的X軸去掉零偏誤差后的輸出值，n為第一次
[0011] 旋轉(zhuǎn)后的y軸去掉零偏誤差后輸出值，F(xiàn)為第二次旋轉(zhuǎn)后的y軸輸出，P
[0012] 為參考y軸零偏誤差。
[0013] 所述動(dòng)基座條件下的軸系垂直度F的誤差如下：
[0014]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于加速度計(jì)的軸系垂直度動(dòng)基座測(cè)量方法，其特征在于，利用靜基座條件下的測(cè) 量原理，結(jié)合動(dòng)基座條件，解算出擾動(dòng)輸出量，根據(jù)不同擾動(dòng)源，設(shè)置三個(gè)共線的加速度計(jì)， 且其共線通過(guò)慣導(dǎo)平臺(tái)中心，通過(guò)相鄰軸系相互表征的垂直關(guān)系，利用靜基座條件下的相 鄰軸的角度關(guān)系，結(jié)合三個(gè)加速度計(jì)的輸出，得到動(dòng)基座條件下的軸系垂直度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于加速度計(jì)的軸系垂直度動(dòng)基座測(cè)量方法，其特征在于， 一個(gè)加速度計(jì)設(shè)置在相鄰軸系的幾何中心，另外兩個(gè)加速度計(jì)設(shè)置在相鄰軸系外框軸的兩 端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于加速度計(jì)的軸系垂直度動(dòng)基座測(cè)量方法，其特征在于， 所述通過(guò)調(diào)節(jié)頂絲調(diào)節(jié)加速度計(jì)輸出，使得相鄰軸系外框軸兩端輸出差值小于l〇_3g。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于加速度計(jì)的軸系垂直度動(dòng)基座測(cè)量方法，其特征在于， 動(dòng)基座條件下的軸系垂直度t如下： F= -2cos(t)sin(t)m+(sin(t)2-cos(t)2)n-p(3) 其中，m為第一次旋轉(zhuǎn)后的x軸去掉零偏誤差后的輸出值，n為第一次旋轉(zhuǎn)后的y軸去 掉零偏誤差后輸出值，F(xiàn)為第二次旋轉(zhuǎn)后的y軸輸出，p為參考y軸零偏誤差。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于加速度計(jì)的軸系垂直度動(dòng)基座測(cè)量方法，其特征在于， 所述動(dòng)基座條件下的軸系垂直度F的誤差如下：
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種軸系垂直度動(dòng)基座測(cè)量方法。本發(fā)明利用慣性加速度計(jì)裝置、上位機(jī)數(shù)據(jù)傳輸與控制采集軟件，在動(dòng)基座條件下，通過(guò)加速度計(jì)慣性測(cè)角原理，對(duì)軸系垂直度進(jìn)行計(jì)算。并將測(cè)試各環(huán)節(jié)與儀器誤差建模得到最終數(shù)據(jù)誤差限。本發(fā)明采用了共線對(duì)應(yīng)位置雙加速度計(jì)消除動(dòng)態(tài)擾動(dòng)誤差方法，得到了在動(dòng)基座，大擾動(dòng)條件下垂直度測(cè)試結(jié)果的可信數(shù)據(jù)，為航行或者系泊狀態(tài)時(shí)慣導(dǎo)平臺(tái)機(jī)械指標(biāo)的檢定提供了簡(jiǎn)便有效方法。
【IPC分類】G01B21-22, G01C25-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104567922
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410737123
【發(fā)明人】柳慧泉, 郭益德
【申請(qǐng)人】中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空精密機(jī)械研究所
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月5日