專利名稱：撓性陀螺儀靜態漂移零次和一次加速度相關項誤差模型最優位置標定方法
技術領域：
本發明涉及一種對撓性陀螺儀靜態漂移誤差模型的標定方法，更特別地說，是指一種采用D-最優試驗設計方法確定出DTGs-AID-ADD模型最優位置的標定方法。
背景技術：
陀螺技術不但在軍事、航空、航天領域發揮著巨大作用，在國民經濟的其他領域中也獲得廣泛應用，為國民經濟的發展發揮著重要作用。陀螺測試是陀螺生產和應用中的保障措施，測試精度的高低直接影響到陀螺技術的發展速度。
撓性陀螺儀是一種雙自由度的陀螺儀，因其在精度、體積、成本和可靠性等方面的優勢而廣泛應用在各種導航、制導與控制系統中。然而在實際應用中，撓性陀螺儀的角速度測量值中存在著由于各種干擾力矩產生的漂移誤差，這些漂移誤差一般由靜態漂移誤差、動態漂移誤差和隨機漂移誤差組成，其中由線運動引起的靜態漂移誤差是撓性陀螺漂移誤差的主要部分，也是撓性慣導系統誤差的主要因素。由于在撓性陀螺靜態漂移誤差模型中，與加速度零次和加速度一次方有關的漂移誤差項為靜態漂移誤差的主要部分，一般可以忽略與加速度二次方有關的誤差項而得到靜態漂移零次和一次加速度相關項誤差模型，該模型簡稱為DTGs-AID-ADD模型。在該DTGs-AID-ADD模型中與加速度無關的漂移系數稱為加速度零次項漂移系數，與加速度有關的漂移系數稱為加速度一次項漂移系數。
目前，對DTGs-AID-ADD模型的測試方法主要有兩種1)采用IEEE Std813-1988或國軍標中規定的傳統八位置試驗方法進行測試；2)采用全空間正交二十四位置試驗方法進行測試。但是，上述兩種方法存在以下問題 第一、傳統八位置試驗方法所得到的DTGs-AID-ADD模型中的一次項漂移系數準確度不高，從而使得用該方法估計得到的漂移系數進行撓性陀螺靜態漂移誤差補償后，陀螺測量精度不能顯著地提高。
第二、雖然采用全空間正交二十四位置試驗方法估計所得到的DTGs-AID-ADD模型中的一次項漂移系數與傳統八位置試驗方法相比，其精度得到了提高，但此估計結果中的一次項漂移系數并不是最優的，此外，該方法的試驗過程用時長、數據處理工作量較大，試驗成本較高。
第三、傳統八位置和全空間正交二十四位置試驗方法并不是最優的試驗方法，從而得到的漂移系數也并非為最優的。隨著對導航及制導系統精度要求和測試效率以及試驗成本要求的不斷提高，需要進一步研究DTGs-AID-ADD模型標定方法，以省時省力地得到精度更高的DTGs-AID-ADD模型，從而有效的提高導航精度。
發明內容
為了能夠高效且準確地得到用于撓性陀螺儀誤差補償，以及提高導航精度的DTGs-AID-ADD模型中的最優漂移系數，本發明提出了一種適用于DTGs-AID-ADD模型的最優位置標定方法。按照發明中提出的最優位置進行撓性陀螺位置實驗可得到DTGs-AID-ADD模型中的最優漂移系數。
本發明根據最優試驗理論，DTGs-AID-ADD模型的最優試驗位置個數應在六個位置數到二十一個位置數之間。要通過陀螺儀位置實驗得到DTGs-AID-ADD模型的準確度最好、最優的漂移系數，并不是用于測試的位置數越多所得的漂移系數準確度越高，更不是用于測試的位置數越少所得的漂移系數越優，而是根據一定的試驗設計準側在六個位置數和二十一個位置數之間確定一個最優的試驗方法，本發明采用D-最優試驗設計方法確定出了DTGs-AID-ADD模型的最優位置標定方法，通過該最優的試驗位置進行測試，既減少了試驗時間、降低了測試成本，又使得所得的漂移系數最接近真實值。
本發明的一種撓性陀螺儀靜態漂移零次和一次加速度相關項誤差模型最優位置標定方法，是將撓性陀螺儀安裝在三軸位置速率轉臺上，撓性陀螺儀與數據采集設備相連，數據采集設備與計算機相連；所述計算機內安裝有位置測量軟件；DTGs-AID-ADD最優位置的標定包括有下列標定執行步驟 第一步確定最優位置 DTGs-AID-ADD模型測試的最優試驗位置采用D-最優試驗設計方法獲得； D-最優試驗設計方法是指用于DTGs-AID-ADD模型測試的最優試驗位置由D-最優設計準則得到，所謂D-最優設計準則是指使試驗點信息矩陣的行列式達到極大值； D-最優試驗設計方法首先將DTGs-AID-ADD模型測試的試驗位置個數初始化為6，根據D-最優設計準則進行6最優位置試驗設計，得到并記錄基于DTGs-AID-ADD模型的6最優位置和相應的信息陣行列式，然后依次增加測試的試驗位置個數至24，確定出6～24位置個數下的信息陣行列式和相應的最優試驗位置，最后獲得試驗位置個數n＝6～24中信息矩陣行列式最大時所對應的試驗位置根據D-最優準則該試驗位置即為最優實驗位置；通過D-最優試驗設計方法確定出DTGs-AID-ADD模型的最優試驗位置數為十二個位置，其對應的實驗位置就是最優實驗位置即空間正交十二個位置； 第二步標定空間正交十二位置方位 第一位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為0度，γ為0度，φ為0度； 第二位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為0度，γ為180度，φ為0度； 第三位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為180度，γ為0度，φ為-90度； 第四位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為0度，γ為0度，φ為90度； 第五位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為180度，γ為0度，φ為0度； 第六位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為0度，γ為0度，φ為180度； 第七位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為0度，γ為0度，φ為-90度； 第八位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為180度，γ為0度，φ為90度； 第九位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為180度，γ為-90度，φ為0度； 第十位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為0度，γ為-90度，φ為0度； 第十一位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為-90度，γ為90度，φ為0度； 第十二位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為90度，γ為90度，φ為0度。
第三步獲取漂移系數 (A)對傳統八位置下的數據進行DTGs-AID-ADD模型的基于最小二乘法解析獲得傳統八位置漂移系數； (B)對全空間正交二十四位置下的數據進行DTGs-AID-ADD模型的基于最小二乘法解析獲得全空間正交二十四位置漂移系數； (C)對空間正交十二位置下的數據進行DTGs-AID-ADD模型的基于最小二乘法解析獲得空間正交十二位置漂移系數； 所述DTGs-AID-ADD模型為 其中， U0＝U1×D(X)F+U2×D(Y)F，V0＝V1×D(X)F+V2×D(Y)F， U3＝U1×D(X)X+U2×D(Y)X，U4＝U1×D(X)Y+U2×D(Y)Y， V3＝V1×D(X)X+V2×D(Y)X，V4＝V1×D(X)Y+V2×D(Y)Y， U5＝U1×D(X)Z+U2×D(Y)Z，V5＝V1×D(X)Z+V2×D(Y)Z， 第四步對空間正交十二位置方位的測量值進行補償 利用撓性陀螺靜態誤差補償模型G0與空間正交十二位置漂移系數對撓性陀螺儀輸出測量值進行補償獲得補償后的測量值； 所述撓性陀螺靜態誤差補償模型為 本發明撓性陀螺儀最優位置標定方法的優點在于(1)目前IEEE Std 813-1988或國軍標中規定的DTGs-AID-ADD模型試驗方法得到的漂移誤差估計結果并不是最優的，而最優位置試驗設計方法是所有位置試驗設計方法中最優的，通過該方法得到的漂移誤差估計結果是最優的，最接近真值；(2)撓性陀螺儀最優位置試驗設計方法與全空間正交位置陀螺測試方法相比較省時省力，大大降低了試驗成本；(3)撓性陀螺儀最優位置試驗設計方法能夠準確的估計影響撓性陀螺精度的主要因素，即DTGs-AID-ADD模型中的一次項漂移系數，利用最優位置試驗設計方法得到的最優漂移系數進行撓性陀螺誤差補償后，能夠將撓性陀螺的精度提高4～5倍；(4)撓性陀螺儀最優位置試驗設計方法也適用于標定求解其它類型陀螺靜態漂移誤差模型一次項漂移系數，具有較強的通用性。
圖1是撓性陀螺儀試驗裝置結構示意圖。
圖2是本發明進行D-最優試驗設計的處理流程圖。
圖3是本發明空間正交十二位置的方位圖。
圖4是傳統正交八位置的方位圖。
圖5是全空間正交二十四位置的方位圖。
具體實施例方式 下面將結合附圖和實施例對本發明做進一步的詳細說明。
如圖1所示，撓性陀螺儀安裝在三軸位置速率轉臺上，撓性陀螺儀與數據采集設備相連，數據采集設備與數據存儲計算機相連，上述部件連接后便構成了DTGs-AID-ADD模型的求解系統。其中，數據存儲計算機是基于PC機的裝置，數據存儲計算機內安裝有操作系統軟件(如windows XP)和撓性陀螺儀位置測量軟件(該撓性陀螺儀位置測量軟件是采用C語言編寫的)。數據存儲計算機用于構建撓性陀螺儀的各種屬性，顯示撓性陀螺儀的試驗位置。撓性陀螺儀位置測量軟件主要用于將采集到的位置數據保存為＊.dat格式，以方便后期調用。位置數據包括撓性陀螺儀X軸脈沖數ix和Y軸脈沖數iy。
如圖2所示，DTGs-AID-ADD模型測試的最優試驗位置采用D-最優試驗設計方法獲得。D-最優試驗設計方法是指用于DTGs-AID-ADD模型測試的最優試驗位置由D-最優設計準則得到，所謂D-最優設計準則是指使試驗點信息矩陣(參見文獻A.C.ATKINSON，A.N.DONEV.Optimum Experimentai Designs[M].95)的行列式達到極大值。D-最優試驗設計方法首先將DTGs-AID-ADD模型測試的試驗位置個數初始化為6，根據D-最優設計準則進行6最優位置試驗設計，得到并記錄基于DTGs-AID-ADD模型的6最優位置和相應的信息陣行列式，然后依次增加測試的試驗位置個數至24，確定出6～24位置個數下的信息陣行列式(參見表1)和相應的最優試驗位置，最后獲得試驗位置個數n＝6～24中信息矩陣行列式最大時所對應的試驗位置根據D-最優準則該試驗位置即為最優實驗位置。
表1位置個數及對應的D-最優信息陣行列式 由表1可見DTGs-AID-ADD模型的最優試驗位置數為十二個位置，其對應的實驗位置就是最優實驗位置即空間正交十二個位置。
參見圖3所示，空間正交十二個位置表述如下表 注θ為X軸轉動角，γ為Y軸轉動角，φ為Z軸轉動角。
X、Y、Z分別是撓性陀螺儀的X測量軸、Y測量軸和Z自轉軸；ωie是地球相對于慣性空間的自轉角速度，ωN是不同位置下地球自轉角速度ωie在撓性陀螺儀的北向的角速度分量(簡稱北向角速度)，ωU是不同位置下地球自轉角速度ωie在撓性陀螺儀的天向的角速度分量(簡稱天向角速度)，Ω為地球自轉角度，φ為當地緯度，g是單位質量物體所受的重力加速度，取向下為正。其中，北向角速度ωN與地球自轉角度Ω、當地緯度φ滿足ωN＝Ωcosφ；天向角速度ωU與地球自轉角度Ω、當地緯度φ滿足ωU＝Ωsinφ。
表2空間正交十二位置的地球自轉角速度和重力的分量
在本發明中，對空間正交十二位置的位置數據采集執行下列步驟 第一步，初始化DTGs-AID-ADD模型的求解系統 將撓性陀螺儀(型號973-61334，精度0.005度/小時)、三軸位置速率轉臺(航天一院102所生產的ATS5000高精度三軸速率位置測試臺)、數據采集設備(分辨率0.07角秒/脈沖，采集頻率200Hz)和計算機(該計算機內存儲有位置測量軟件，利用該軟件獲得各個試驗位置下的測試數據)按照圖1所示進行連接。
計算機的硬件最低配置為CPU 2GHz，內存1.24GB，硬盤10GB。操作系統為windows XP。
初始化條件為將三軸位置速率轉臺、撓性陀螺儀、數據采集設備和計算機按照圖1所式方法連接，并通過試驗裝置進行檢測保證其連接正確，三軸位置速率轉臺啟動后能處于平衡狀態，存儲計算機能正常啟動，且可以采集到由數據采集設備傳輸的信號，撓性陀螺儀能夠通過數據采集設備輸出測量信號。
第二步，對撓性陀螺儀進行穩態試驗 撓性陀螺穩態試驗包括X測量軸穩態試驗、Y測量軸穩態試驗。所述X測量軸穩態試驗、Y測量軸穩態試驗是指撓性陀螺的X測量軸、Y測量軸分別指向東做n≥6次重復實驗，每次時間持續3min，試驗過程中需要采集和計算的量有 X測量軸與Y測量軸采樣點的個數Ni(i＝1～n)； X測量軸與Y測量軸第i次試驗中Ni(i＝1～n)個采樣點的單個采樣點Xik，Yik(i＝1～n，k＝1～Ni)； X測量軸與Y測量軸Ni(i＝1～n)個采樣點的平均值D(X)0i，D(Y)0i； X測量軸與Y測量軸個采樣點的平均值D(X)，D(Y)； X測量軸與Y測量軸的重復誤差平方和SSeDX0，SSeDY0。
其中 X測量軸第i次試驗中Ni(i＝1～n)個采樣點的平均值 Y測量軸第i次試驗中Ni(i＝1～n)個采樣點的平均值 X測量軸個采樣點的平均值 Y測量軸個采樣點的平均值 X測量軸的重復誤差平方和 Y測量軸的重復誤差平方和 撓性陀螺穩態試驗首先進行X測量軸穩態試驗，調整撓性陀螺儀的X測量軸指向“東”，通電3分鐘后，連續做n次重復穩態試驗，數據采集設備將采集的測試數據以.dat格式保存。
X測量軸穩態試驗完成后進行Y測量軸穩態試驗，調整撓性陀螺儀的Y測量軸指向“東”，通電3min后，連續做n次重復穩態試驗，數據采集設備將采集的測試數據以＊.dat格式保存； X測量軸穩態試驗、Y測量軸穩態試驗均完成后，從計算機中讀取數據采集設備所采集的數據，并通過穩態試驗測試數據處理程序，求出撓性陀螺儀X測量軸的重復誤差平方和SSeDX0和Y測量軸的重復誤差平方和SSeDY0。如果任一測量軸的重復誤差平方和大于100脈沖平方，則停止測試。如果兩軸重復誤差平方和都小于100脈沖平方，說明撓性陀螺儀能夠正常工作，則可以繼續進行以下測試步驟。
第三步，按照空間正交十二位置轉動轉臺采集數據 首先將陀螺儀三軸(X，Y，Z)分別指向圖3所示的第一個方位(北西天)，等待穩定一分鐘后，開始保存數據，保存位置數據的時間為2min，數據存儲為＊.dat格式。然后按照圖3所示方位依次進行，以后每轉到一個新方位都必須等待穩定1min后，再保存該方位的位置數據2min并將數據存儲為＊.dat格式，直到做完最后一個方位。
第四步，求取空間正交十二位置漂移系數 將存儲為＊.dat格式的每一位置的位置數據(簡稱為位置-數據)提出后，通過計算機中的數據處理消除野值，然后將剔除野值后的位置-數據和已知的ωX、ωY、aX、aY、aY代入DTGs-AID-ADD模型中，采用最小二乘法進行解析獲得空間正交十二位置漂移系數。
DTGs-AID-ADD模型的數學表達式為 其中， U0＝U1×D(X)F+U2×D(Y)F，V0＝V1×D(X)F+V2×D(Y)F U3＝U1×D(X)X+U2×D(Y)X，U4＝U1×D(X)Y+U2×D(Y)Y V3＝V1×D(X)X+V2×D(Y)X，V4＝V1×D(X)Y+V2×D(Y)Y U5＝U1×D(X)Z+U2×D(Y)Z，V5＝V1×D(X)Z+V2×D(Y)Z 式中 ix表示撓性陀螺儀X測量軸的力矩器電流所對應的脈沖數； iy表示撓性陀螺儀Y測量軸的力矩器電流所對應的脈沖數； ωX表示地球自轉角速度在撓性陀螺儀X測量軸上的分量； ωY表示地球自轉角速度在撓性陀螺儀Y測量軸上的分量； aX表示撓性陀螺儀X測量軸上的加速度分量； aY表示撓性陀螺儀Y測量軸上的加速度分量； aZ表示撓性陀螺儀Z自轉軸上的加速度分量； (SF)X表示撓性陀螺儀X測量軸的力矩器刻度系數； (SF)Y表示撓性陀螺儀Y測量軸的力矩器刻度系數； ε表示撓性陀螺儀的力矩器X軸與撓性陀螺儀的殼體X軸之間的夾角； ξ表示撓性陀螺儀的力矩器Y軸與撓性陀螺儀的殼體Y軸之間的夾角。
在本發明中，U0、U1、U2、V0、V1和V2代表加速度零次項漂移系數，U3、U4、U5、V3、V4和V5代表加速度一次項漂移系數。
第五步，獲取誤差補償后的撓性陀螺儀測量值 將第四步獲得的空間正交十二位置漂移系數和撓性陀螺儀靜態誤差補償模型G0對撓性陀螺儀輸出測量值進行補償，通過計算獲得補償后的測量值。
撓性陀螺靜態誤差補償模型G0為 式中 D(X)表示撓性陀螺儀X測量軸的漂移量； D(Y)表示撓性陀螺儀Y測量軸的漂移量； D(X)F表示撓性陀螺儀繞X測量軸與加速度無關的漂移系數； D(Y)F表示撓性陀螺儀繞Y測量軸與加速度無關的漂移系數； D(X)X表示X測量軸中撓性陀螺儀繞X測量軸與加速度一次方有關的漂移系數； D(X)Y表示X測量軸中撓性陀螺儀繞Y測量軸與加速度一次方有關的漂移系數； D(X)Z表示X測量軸中撓性陀螺儀繞Z自轉軸與加速度一次方有關的漂移系數； D(Y)X表示Y測量軸中撓性陀螺儀繞X測量軸與加速度一次方有關的漂移系數； D(Y)Y表示Y測量軸中撓性陀螺儀繞Y測量軸與加速度一次方有關的漂移系數； D(Y)Z表示Y測量軸中撓性陀螺儀繞Z自轉軸與加速度一次方有關的漂移系數； aX表示撓性陀螺儀X測量軸上的加速度分量； aY表示撓性陀螺儀Y測量軸上的加速度分量； aZ表示撓性陀螺儀Z自轉軸上的加速度分量。
為了驗證基于DTGs-AID-ADD模型的空間正交十二位置標定方法的有效性，下面將對DTGs-AID-ADD模型的兩種主要測試方法(傳統八位置試驗方法、全空間正交二十四位置試驗方法)作為對照實例。
對照實例1傳統八位置試驗方法 按照IEEE Std 813-1988或國軍標中規定的傳統八位置試驗方法進行傳統八位置試驗，試驗方法和步驟與上述空間正交十二位置試驗方法相同，只是測試方位改為如表3所示的傳統八位置，采集到的位置-數據經過去除野點后如表3中的X軸數據和Y軸數據所示。
參見圖4所示，傳統八位置表述如下表 注θ為X軸轉動角，γ為Y軸轉動角，φ為Z軸轉動角。
表3傳統八位置下的兩個測量軸的試驗數據 對照實例2全空間正交二十四位置試驗方法 按照如表4所示的全空間正交二十四位置進行試驗，試驗方法和步驟仍然與上述空間正交十二位置試驗方法相同，只是測試方位改為如表4所示的全空間正交位置，采集到的位置-數據經過去除野點后如表4中的X軸數據和Y軸數據所示。
參見圖5所示，全空間正交二十四位置表述如下表 注θ為X軸轉動角，γ為Y軸轉動角，φ為Z軸轉動角。
表4全空間正交二十四位置的兩個測量軸的試驗數據 實施例 請參見表7所示，可見采用空間正交十二位置試驗方法相對傳統八位置試驗方法精度大大提高，相對全空間正交二十四位置試驗方法精度有所提高并且測試時間縮短了一半。
本發明是基于DTGs-AID-ADD模型的空間正交十二位置標定方法，采用D-最優實驗設計方法確定出了DTGs-AID-ADD模型的最優試驗位置個數應為十二和最優十二測試方位。表5是在慣導測試中心分別采用傳統八位置方法、全空間正交二十四位置方法和空間正交十二位置方法對撓性陀螺進行測試所得到的漂移系數。表6是測試試驗點數據，這些試驗點是從全正交空間中取出的不同于傳統八位置和最優位置中任意方位的測試點，適于評價傳統八位置試驗方法、全空間正交位置方法和最優位置試驗方法對漂移系數的估計精度。表7是利用三種方法得到的漂移系數分別客觀的對表6所列試驗位置的陀螺輸出補償后的評價結果，由陀螺測量值的剩余平方和可見，利用撓性陀螺儀最優位置試驗設計方法求解的漂移系數進行補償后的結果較傳統八位置方法提高了4～5倍，利用撓性陀螺儀最優位置試驗設計方法求解的漂移系數進行補償后的結果較全空間正交位置方法有所提高，而且撓性陀螺儀最優位置試驗設計方法試驗時間縮短為全空間正交位置方法的一半。因此，可知撓性陀螺儀最優位置試驗設計方法，能夠省時、省力的準確估計出靜態漂移誤差模型的漂移系數，提高了撓性陀螺的測量精度。同時本發明的最優位置試驗設計方法是所有位置試驗設計方法中最優的，采用最優位置試驗方法得到的DTGs-AID-ADD模型的漂移系數是最優的，最接近真值，既保證了陀螺的高測量精度，又避免了為了提高測量精度而增加試驗測試位置(如二十四位置)，大大減少了陀螺測試時間，降低了試驗成本。此外，本發明提出的最優位置試驗設計方法具有較強的通用性，能夠很好地應用到其它類型陀螺地標定過程中。
表5測試結果
表6測試試驗點試驗數據 注這三個位置是從全空間正交二十四位置中選出的。
表7評價結果
權利要求
1.一種撓性陀螺儀靜態漂移零次和一次加速度相關項誤差模型最優位置標定方法，是將撓性陀螺儀安裝在三軸位置速率轉臺上，撓性陀螺儀與數據采集設備相連，數據采集設備與計算機相連；所述計算機內安裝有位置測量軟件；其特征在于撓性陀螺儀靜態漂移零次和一次加速度相關項誤差模型DTGs-AID-ADD最優位置的標定包括有下列標定執行步驟
第一步確定最優位置
DTGs-AID-ADD模型測試的最優試驗位置采用D-最優試驗設計方法獲得；
D-最優試驗設計方法是指用于DTGs-AID-ADD模型測試的最優試驗位置由D-最優設計準則得到，所謂D-最優設計準則是指使試驗點信息矩陣的行列式達到極大值；
D-最優試驗設計方法首先將DTGs-AID-ADD模型測試的試驗位置個數初始化為6，根據D-最優設計準則進行6最優位置試驗設計，得到并記錄基于DTGs-AID-ADD模型的6最優位置和相應的信息陣行列式，然后依次增加測試的試驗位置個數至24，確定出6～24位置個數下的信息陣行列式和相應的最優試驗位置，最后獲得試驗位置個數n＝6～24中信息矩陣行列式最大時所對應的試驗位置根據D-最優準則該試驗位置即為最優實驗位置；通過D-最優試驗設計方法確定出DTGs-AID-ADD模型的最優試驗位置數為十二個位置，其對應的實驗位置就是最優實驗位置即空間正交十二個位置；
第二步標定空間正交十二位置方位
第一位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為0度，γ為0度，φ為0度；
第二位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為0度，γ為180度，φ為0度；
第三位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為180度，γ為0度，φ為-90度；
第四位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為0度，γ為0度，φ為90度；
第五位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為180度，γ為0度，φ為0度；
第六位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為0度，γ為0度，φ為180度；
第七位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為0度，γ為0度，φ為-90度；
第八位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為180度，γ為0度，φ為90度；
第九位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為180度，γ為-90度，φ為0度；
第十位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為0度，γ為-90度，φ為0度；
第十一位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為-90度，γ為90度，φ為0度；
第十二位置撓性陀螺儀從初始安裝坐標系(天北西)旋轉角度θ為90度，γ為90度，φ為0度。
第三步獲取漂移系數
(A)對傳統八位置下的數據進行DTGs-AID-ADD模型的基于最小二乘法解析獲得傳統八位置漂移系數；
(B)對全空間正交二十四位置下的數據進行DTGs-AID-ADD模型的基于最小二乘法解析獲得全空間正交二十四位置漂移系數；
(C)對空間正交十二位置下的數據進行DTGs-AID-ADD模型的基于最小二乘法解析獲得空間正交十二位置漂移系數；
所述DTGs-AID-ADD模型為
其中，
U0＝U1×D(X)F+U2×D(Y)F，V0＝V1×D(X)F+V2×D(Y)F，
U3＝U1×D(X)X+U2×D(Y)X，U4＝U1×D(X)Y+U2×D(Y)Y，
V3＝V1×D(X)X+V2×D(Y)X，V4＝V1×D(X)Y+V2×D(Y)Y，
U5＝U1×D(X)Z+U2×D(Y)Z，V5＝V1×D(X)Z+V2×D(Y)Z，
式中ix表示撓性陀螺儀X測量軸的力矩器電流所對應的脈沖數，iy表示撓性陀螺儀Y測量軸的力矩器電流所對應的脈沖數，ωX表示地球自轉角速度在撓性陀螺儀X測量軸上的分量，ωY表示地球自轉角速度在撓性陀螺儀Y測量軸上的分量，aX表示撓性陀螺儀X測量軸上的加速度分量，aY表示撓性陀螺儀Y測量軸上的加速度分量，aZ表示撓性陀螺儀Z自轉軸上的加速度分量，(SF)X表示撓性陀螺儀X測量軸的力矩器刻度系數，(SF)Y表示撓性陀螺儀Y測量軸的力矩器刻度系數，ε表示撓性陀螺儀的力矩器X軸與撓性陀螺儀的殼體X軸之間的夾角，ξ表示撓性陀螺儀的力矩器Y軸與撓性陀螺儀的殼體Y軸之間的夾角；
第四步對空間正交十二位置方位的測量值進行補償
利用撓性陀螺靜態誤差補償模型G0與空間正交十二位置漂移系數對撓性陀螺儀輸出測量值進行補償獲得補償后的測量值；
所述撓性陀螺靜態誤差補償模型為式中，D(X)表示撓性陀螺儀X測量軸的漂移量，D(Y)表示撓性陀螺儀Y測量軸的漂移量，D(X)F表示撓性陀螺儀繞X測量軸與加速度無關的漂移系數，D(Y)F表示撓性陀螺儀繞Y測量軸與加速度無關的漂移系數，D(X)X表示X測量軸中撓性陀螺儀繞X測量軸與加速度一次方有關的漂移系數，D(X)Y表示X測量軸中撓性陀螺儀繞Y測量軸與加速度一次方有關的漂移系數，D(X)Z表示X測量軸中撓性陀螺儀繞Z自轉軸與加速度一次方有關的漂移系數，D(Y)X表示Y測量軸中撓性陀螺儀繞X測量軸與加速度一次方有關的漂移系數，D(Y)Y表示Y測量軸中撓性陀螺儀繞Y測量軸與加速度一次方有關的漂移系數，D(Y)Z表示Y測量軸中撓性陀螺儀繞Z自轉軸與加速度一次方有關的漂移系數，aX表示撓性陀螺儀X測量軸上的加速度分量，aY表示撓性陀螺儀Y測量軸上的加速度分量，aZ表示撓性陀螺儀Z自轉軸上的加速度分量。
2.根據權利要求1所述的撓性陀螺儀靜態漂移零次和一次加速度相關項誤差模型最優位置標定方法，其特征在于在每一個選定的方位上至少采集6次數據，每次時間持續10min。
全文摘要
本發明公開了一種撓性陀螺儀靜態漂移零次和一次加速度相關項誤差模型最優位置標定方法，是采用D-最優試驗設計方法獲得最優的測試位置。本發明在最優空間正交十二位置下對獲得的最優空間正交十二位置漂移系數與撓性陀螺靜態誤差補償模型G0進行的測量值補償有效地提高了撓性陀螺儀的輸出。在慣導測試中心撓性陀螺測試過程中分別采用傳統八位置方法、全空間正交二十四位置和最優空間正交十二位置方法得到的漂移系數。由陀螺測量值剩余平方和可見，利用撓性陀螺儀最優空間正交十二位置試驗設計方法求解的漂移系數進行補償后的結果較傳統八位置方法提高了4～5倍，較全空間正交二十四位置試驗方法精度有所提高并且測試時間縮短了一半。
文檔編號G01C19/00GK101738203SQ20091024213
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月8日 優先權日2009年12月8日
發明者富立, 王新玲, 劉文麗, 王玲玲 申請人:北京航空航天大學