CN101629969B - 一种低精度光纤惯组输出误差的标定补偿和测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种低精度光纤惯组输出误差的标定补偿和测试方法及装置，以解决在现有对光纤惯组输出误差的标定补偿和测试的技术中存在的标定过程较复杂、对角速率标度因数误差和失准角标定精确度较低、误差测试中不能准确定位到单轴向具体误差量的问题。首先，明确了惯组输出各误差项的物理意义，通过在大理石平台以及单轴速率转台上结合测试工装(六面体)的翻转来实现各误差项的测试，根据测试结果建立了三轴光纤惯组输出加速度误差和角速率误差标定补偿模型并据此对惯组进行误差补偿，同时可用类似的测试方法针对标定补偿完成后的惯组输出误差进行测试(自检)。

Description

一种低精度光纤惯组输出误差的标定补偿和测试方法及装置 

技术领域

本发明涉及一种低精度光纤惯组输出误差的标定补偿和测试方法及装置，属于光电测量技术领域。 

背景技术

光纤惯组一般由安装本体、正交安装的三只加速度计、正交安装的三只光纤陀螺以及各自的处理电路构成，三只光纤陀螺敏感三个方向转动角速率、三只加速度计敏感三个方向平移加速度。光纤惯组工作过程中输出三个方向的角速率和加速度，以供导航系统进行导航解算。由于材料特性、生产工艺、安装工艺、长时间贮存等原因导致光纤惯组输出角速率、加速度值包含误差量，光纤惯组出厂前需要将这部分误差量进行标定补偿和测试。 

在光纤惯组标定过程中，需要建立光纤惯组误差模型，针对误差模型各项误差进行测试与补偿，使得光纤惯组输出达到最高可用精度。需要对光纤惯组标定补偿完成后的输出各项误差进行测试，便于交付系统使用前能对光纤惯组精度性能有准确的了解。 

现有技术采用的“六位置24点”的编排方案是一种目前较为常用的惯组标定方法，涉及组合系X，Y，Z轴分别向上、向下共有6种状态，若每种状态绕铅垂线东、南、西、北转一圈则可有4点采样，取4点采样的平均值，标定完成后利用地球转速、当地重力检验惯组总的误差大小来进行误差测试(自检)。因此，在现有对惯组输出误差的标定补偿和测试的技术中，需要对放置的24个点进行监测，且在针对角速率误差的标定过程中标度因数误差值和失准角度的标定信息量较少，以及标定完成后的误差测试(自检)过程只能计算惯组总误差，所以存在测试过程较复杂、对角速率标度因数误差和失准角度的标定精确度较低、不能准确定位单轴向具体误差的问题。 

发明内容

本发明提供了一种低精度光纤惯组输出误差的标定补偿和测试方法及装置，以解决 在现有对光纤惯组输出误差的标定补偿和测试的技术中存在的测试过程较复杂、对角速率标度因数误差和失准角度的标定精确度较低、不能准确定位单轴向具体误差的问题。 

一种光纤惯组输出加速度的误差标定补偿方法，包括： 

将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值； 

根据所述每个预定位置的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度； 

根据所述光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出加速度误差模型，并根据所述三轴光纤惯组输出加速度误差模型对光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出加速度进行补偿。 

一种光纤惯组输出加速度的误差标定补偿装置，包括： 

加速度输出量测量模块，用于在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值； 

加速度中间参数计算模块，用于根据所述每个预定位置的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度； 

加速度计算模块，用于根据所述光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出加速度误差模型，并根据所述三轴光纤惯组输出加速度误差模型对光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出加速度进行补偿。 

一种光纤惯组输出角速率的误差标定补偿方法，包括： 

将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中，获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误差值； 

将设置在六面体基准面上的光纤惯组在单轴速率转台上转动，在光纤惯组以预定角速率转动的过程中获得每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值； 

根据所述每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度； 

根据所述X、Y、Z三个方向的轴向角速率零偏误差参数值，X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出角速率误差模型，并根据所述三轴光纤惯组输出角速率误差模型对光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出角速率进行标定补偿。 

一种光纤惯组输出角速率的误差标定补偿装置，包括： 

零偏误差测量模块，用于在每个面朝向预定位置的过程中，获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误差值； 

角速率输出量测量模块，用于在光纤惯组以预定角速率转动的过程中获得每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值； 

角速率中间参数计算模块，用于根据所述每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度； 

角速率计算模块，用于根据所述X、Y、Z三个方向的轴向角速率零偏误差参数值，X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出角速率误差模型，并根据所述三轴光纤惯组输出角速率误差模型对光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出角速率进行标定补偿。 

一种光纤惯组输出加速度的误差测试方法，包括： 

将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值； 

根据所述每个预定位置的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光 纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差值，光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度标度因数误差值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。 

一种光纤惯组输出加速度的误差测试装置，包括： 

测试加速度输出量模块，用于在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值； 

测试加速度计算模块，用于根据所述每个预定位置的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差值，光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度标度因数误差值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。 

一种光纤惯组输出角速率的误差测试方法，包括： 

将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中，获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误差值； 

将设置在六面体基准面上的光纤惯组在转台上转动，在光纤惯组以预定角速率转动的过程中获得每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值； 

根据所述每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向角速率标度因数误差值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。 

一种光纤惯组输出角速率的误差测试装置，包括： 

零偏误差计算模块，用于将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中，获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误差值； 

测试参数计算模块，用于在光纤惯组以预定角速率转动的过程中获得每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值； 

标度因数误差、失准角度计算模块，用于根据所述每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的 两个轴轴向输出角速率均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向角速率标度因数误差值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。 

本发明通过六面体将光纤惯组设置在大理石平台和单轴速率转台上进行测量，并根据测量结果和建立的三轴光纤惯组输出误差模型进行标定补偿，以及进行标定补偿完成后的惯组误差测试(自检)，具有测试过程较简单、对角速率标度因数误差和失准角度的标定精确度较高、能够定位单轴向具体误差的特点。 

附图说明

图1是本发明的具体实施方式提出的一种光纤惯组输出加速度的误差标定补偿方法的流程示意图； 

图2是本发明的具体实施方式提出的一种光纤惯组输出加速度的误差标定补偿装置的结构示意图； 

图3是本发明的具体实施方式提出的一种光纤惯组输出角速率的误差标定补偿方法的流程示意图；； 

图4是本发明的具体实施方式提出的一种光纤惯组输出角速率的误差标定补偿装置的结构示意图； 

图5是本发明的具体实施方式提出的一种光纤惯组输出加速度的误差测试方法的流程示意图； 

图6是本发明的具体实施方式提出的一种光纤惯组输出加速度的误差测试装置的结构示意图； 

图7是本发明的具体实施方式提出的一种光纤惯组输出角速率的误差测试方法的流程示意图； 

图8是本发明的具体实施方式提出的一种光纤惯组输出角速率的误差测试装置的结构示意图。 

具体实施方式

在本发明的具体实施方式提出的一种光纤惯组输出加速度的误差标定补偿方法的技术方案中，首先将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值；然后根据每个预定位置的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光 纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度；根据光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出加速度误差模型，并根据三轴光纤惯组输出加速度误差模型对光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出加速度进行补偿。 

三轴光纤惯组输出加速度误差模型为： 

$\left[\begin{array}{c}{f}_{\mathrm{bx}}\\ f_{\mathrm{by}}\\ f_{\mathrm{bz}}\end{array}\right]={\left[\begin{array}{ccc}\mathrm{aS}{F}_x& \mathrm{aM}{A}_{\mathrm{xy}}& a{\mathrm{MA}}_{\mathrm{xz}}\\ a{\mathrm{MA}}_{\mathrm{yx}}& \mathrm{aS}{F}_y& \mathrm{aM}{A}_{\mathrm{yz}}\\ a{\mathrm{MA}}_{\mathrm{zx}}& \mathrm{aM}{A}_{\mathrm{zy}}& \mathrm{aS}{F}_z\end{array}\right]}^{-1}(\left[\begin{array}{c}{f}_{\mathrm{ax}}\\ f_{\mathrm{ay}}\\ f_{\mathrm{az}}\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}a{B}_x\\ a{B}_y\\ a{B}_z\end{array}\right])$

其中f_ax、f_ay、f_az分别表示光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出加速度，f_bx、f_by、f_bz分别表示光纤惯组经过误差标定与补偿之后X、Y、Z三个方向的输出加速度；aB_x、aB_y、aB_z分别表示光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差；aSF_x、aSF_y、aSF_z分别表示光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值；aMA_xy、aMA_xz、aMA_yx、aMA_yz、aMA_zx、aMA_zy分别表示光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。 

为了更清楚的说明本发明的具体实施方式提供的一种光纤惯组输出加速度的误差标定补偿方法，现结合说明书附图对该方法进行详细说明，如图1所示，具体可以包括： 

步骤11，将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值。 

首先将光纤惯组通过安装基准面安装于六面体(标定工装)上，六面体有基准靠面，通过六面体在有北向基准的大理石平台进行翻滚，可以使光纤惯组各轴向准确朝向不同方向，即光纤惯组可以准确放置不同点位。将光纤惯组分别按位置1、2、3、4、5、6放置，如表1所示，每位置测试2分钟，计算各位置点光纤惯组各向加速度输出量均值。 

表1 

步骤12，根据每个预定位置的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。 

根据表1的内容分别计算光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度，具体可以由以下公式计算得到： 

aB_x＝(fx1+fx2)/2 

aB_y＝(fy3+fy4)/2 

aB_z＝(fz5+fz6)/2 

aSF_x＝(fx1-fx2)/2g 

aSF_y＝(fy3-fy4)/2g 

aSF_z＝(fz5-fz6)/2g 

aMA_yx＝(fy1-fy2)/2g 

aMA_zx＝(fz1-fz2)/2g 

aMA_xy＝(fx3-fx4/2g 

aMA_zy＝(fz3-fz4)/2g 

aMA_xz＝(fx5-fx6)/2g 

其中aB_x表示光纤惯组X轴方向的轴向加速度零偏误差值，aB_y表示光纤惯组Y轴方向的轴向加速度零偏误差值，aB_z表示光纤惯组Z轴方向的轴向加速度零偏误差值；aSF_x表示光纤惯组X轴方向中包含误差的轴向加速度标度因数值，aSF_y表示光纤惯组Y轴方向中包含误差的轴向加速度标度因数值，aSF_z表示光纤惯组Z轴方向中包含误差的轴向加速度 标度因数值；aMA_yx表示光纤惯组Y轴绕Z轴朝向X轴的失准角度，aMA_zx表示光纤惯组Z轴绕Y轴朝向X轴的失准角度，aMA_xy表示光纤惯组X轴绕Z轴朝向Y轴的失准角度，aMA_zy表示光纤惯组Z轴绕X轴朝向Y轴的失准角度，aMA_xz表示光纤惯组X轴绕Y轴朝向Z轴的失准角度，aMA_yz表示光纤惯组Y轴绕X轴朝向Z轴的失准角度；g表示测试点当地重力加速度值。 

步骤13，根据光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出加速度误差模型，并根据三轴光纤惯组输出加速度误差模型对光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出加速度进行补偿。 

根据步骤12计算出的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立如下所示的三轴光纤惯组输出加速度误差模型： 

$\left[\begin{array}{c}{f}_{\mathrm{bx}}\\ f_{\mathrm{by}}\\ f_{\mathrm{bz}}\end{array}\right]={\left[\begin{array}{ccc}\mathrm{aS}{F}_x& \mathrm{aM}{A}_{\mathrm{xy}}& a{\mathrm{MA}}_{\mathrm{xz}}\\ a{\mathrm{MA}}_{\mathrm{yx}}& \mathrm{aS}{F}_y& \mathrm{aM}{A}_{\mathrm{yz}}\\ a{\mathrm{MA}}_{\mathrm{zx}}& \mathrm{aM}{A}_{\mathrm{zy}}& \mathrm{aS}{F}_z\end{array}\right]}^{-1}(\left[\begin{array}{c}{f}_{\mathrm{ax}}\\ f_{\mathrm{ay}}\\ f_{\mathrm{az}}\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}a{B}_x\\ a{B}_y\\ a{B}_z\end{array}\right])$

其中f_ax、f_ay、f_az分别表示光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出加速度，f_bx、f_by、f_bz分别表示光纤惯组经过误差标定与补偿之后X、Y、Z三个方向的输出加速度。根据建立的三轴光纤惯组输出加速度误差模型对光纤惯组输出加速度误差进行标定补偿。 

本发明的具体实施方式还提供了一种光纤惯组输出加速度的误差标定补偿装置，如图2所示，该装置具体可以包括： 

加速度输出量测量模块21，用于在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值； 

加速度中间参数计算模块22，用于根据每个预定位置的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度； 

加速度计算模块23，用于根据光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、 Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出加速度误差模型，并根据三轴光纤惯组输出加速度误差模型对光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出加速度进行补偿。 

首先通过加速度输出量测量模块21在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值；然后通过加速度中间参数计算模块22根据每个预定位置的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度；最后通过加速度计算模块23根据光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出加速度误差模型，并根据三轴光纤惯组输出加速度误差模型对光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出加速度进行补偿。 

上述系统中包含的各单元的处理功能的具体实现方式在之前的方法实施例中已经描述，在此不再重复描述。 

在本发明的具体实施方式提出的一种光纤惯组输出角速率的误差标定补偿方法的技术方案中，首先将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中，获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误差值；然后将设置在六面体基准面上的光纤惯组在单轴速率转台上转动，在光纤惯组以预定角速率转动的过程中获得每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值；再根据所述每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度；最后根据所述X、Y、Z三个方向的轴向角速率零偏误差参数值，X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出角速率误差模型，并根据所述三轴光纤惯组输出角速率误差模型对光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出角速率进行标定补偿。 

三轴光纤惯组输出角速率误差模型为： 

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{bx}}\\ {\mathrm{\ω}}_{\mathrm{by}}\\ {\mathrm{\ω}}_{\mathrm{bz}}\end{array}\right]={\left[\begin{array}{ccc}\mathrm{gS}{F}_x& \mathrm{gM}{A}_{\mathrm{xy}}& g{\mathrm{MA}}_{\mathrm{xz}}\\ g{\mathrm{MA}}_{\mathrm{yx}}& \mathrm{gS}{F}_y& \mathrm{gM}{A}_{\mathrm{yz}}\\ g{\mathrm{MA}}_{\mathrm{zx}}& \mathrm{gM}{A}_{\mathrm{zy}}& \mathrm{gS}{F}_z\end{array}\right]}^{-1}(\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{gx}}\\ {\mathrm{\ω}}_{\mathrm{gy}}\\ {\mathrm{\ω}}_{\mathrm{gz}}\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}g{B}_x\\ g{B}_y\\ g{B}_z\end{array}\right])$

其中ω_gx、ω_gy、ω_gz分别表示光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出角速率，ω_bx、ω_by、ω_bz分别表示光纤惯组经过误差标定与补偿之后X、Y、Z三个方向的输出角速率；gB_x、gB_y、gB_z分别表示光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向角速率零偏误差；gSF_x、gSF_y、gSF_z分别表示光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值；gMA_xy、gMA_xz、gMA_yx、gMA_yz、gMA_zx、gMA_zy分别表示光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。 

为了更清楚的说明本发明的具体实施方式提供的一种光纤惯组输出角速率的误差标定补偿方法，现结合说明书附图对该方法进行详细说明，如图1所示，具体可以包括： 

步骤31，将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中，获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误差值。 

首先将光纤惯组通过安装基准面安装于六面体(标定工装)上，六面体有基准靠面，通过六面体在有北向基准的大理石平台进行翻滚，可以使光纤惯组各轴向准确朝向不同方向，即光纤惯组可以准确放置不同点位。将光纤惯组分别按位置1、2、3放置，如表2所示，每个位置测试10分钟，计算各位置点朝东方向的光纤惯组角速率输出量均值。 

表2 

光纤惯组各轴向角速率零偏误差值可以通过如下公式计算得到： 

gB_x＝Wx1 

gB_y＝Wy2 

gB_z＝Wz3 

其中gB_x表示光纤惯组X轴方向的轴向角速率零偏误差值，gB_y表示光纤惯组Y轴方向 的轴向角速率零偏误差值，gB_z表示光纤惯组Z轴方向的轴向角速率零偏误差值。 

步骤32，将设置在六面体基准面上的光纤惯组在单轴速率转台上转动，在光纤惯组以预定角速率转动的过程中获得每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值。 

将六面体安装于单轴速率转台，分别使惯组X、Y、Z轴沿转台自转轴方向放置即平行朝天放置，速率转台在惯组角速率量测范围内(±200°/s)按照以下顺序转动，旋转速率分别为：0°/s(静止测试)、0.1°/s、-0.1°/s、0.2°/s、-0.2°/s、0.5°/s、-0.5°/s、1°/s、-1°/s、3°/s、-3°/s、5°/s、-5°/s、8°/s、-8°/s、10°/s、-10°/s、20°/s、-20°/s、50°/s、-50°/s、80°/s、-80°/s、100°/s、-100°/s、150°/s、-150°/s、200°/s、-200°/s，每速率点转动2分钟，计算各转动速率点下惯组转动轴向输出角速率均值以及以150°/s和-150°/s角速率转动时两水平轴向输出角速率均值，以X轴转动为例，如表3中所示。 

表3 

步骤33，根据所述每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。 

根据表3的内容分别计算每个预定角速率对应的X轴方向的输出角速率均值以及以150°/s和-150°/s角速率转动时两水平轴向输出角速率均值，可以由以下公式计算光纤惯组X轴方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及光纤惯组Y轴绕Z轴朝向X轴和Z轴绕Y轴朝向X轴的失准角度： 

$\mathrm{gS}{F}_x=\frac{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{\Ω}}_j\·(W{x}_j-W{x}_0))}{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Ω}}_j^2}$

gMA_yx＝(Wyx₁₅₀-(Wy_x-150))/(2*150) 

gMA_zx＝(Wzx₁₅₀-(Wzx_-150))/(2*150) 

其中gSF_x表示光纤惯组X轴方向中包含误差的轴向角速率标度因数值，gMAy_x表示光纤惯组Y轴绕Z轴朝向X轴的失准角度，gMAz_x表示光纤惯组Z轴绕Y轴朝向X轴的失准角度；Ω_j为转台每个预定转动角速率，Wx_j为惯组转动轴向在每个预定转台角速率下的输出角 速率均值。 

其它参数gSF_u、gSF_z、gMA_xy、gMA_xz、gMA_yz、gMA_zy可通过转动Y、Z轴采集数据用类似的方法求得。 

步骤34，根据X、Y、Z三个方向的轴向角速率零偏误差参数值，X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出角速率误差模型，并根据三轴光纤惯组输出角速率误差模型对光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出角速率进行标定补偿。 

根据步骤31和33计算出的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向角速率零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立如下所示的三轴光纤惯组输出角速率误差模型： 

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{bx}}\\ {\mathrm{\ω}}_{\mathrm{by}}\\ {\mathrm{\ω}}_{\mathrm{bz}}\end{array}\right]={\left[\begin{array}{ccc}\mathrm{gS}{F}_x& \mathrm{gM}{A}_{\mathrm{xy}}& g{\mathrm{MA}}_{\mathrm{xz}}\\ g{\mathrm{MA}}_{\mathrm{yx}}& \mathrm{gS}{F}_y& \mathrm{gM}{A}_{\mathrm{yz}}\\ g{\mathrm{MA}}_{\mathrm{zx}}& \mathrm{gM}{A}_{\mathrm{zy}}& \mathrm{gS}{F}_z\end{array}\right]}^{-1}(\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{gx}}\\ {\mathrm{\ω}}_{\mathrm{gy}}\\ {\mathrm{\ω}}_{\mathrm{gz}}\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}g{B}_x\\ g{B}_y\\ g{B}_z\end{array}\right])$

其中ω_gx、ω_gy、ω_gz分别表示光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出角速率，ω_bx、ω_by、ω_bz分别表示光纤惯组经过误差标定与补偿之后X、Y、Z三个方向的输出角速率。根据建立的三轴光纤惯组输出角速率误差模型对光纤惯组输出角速率误差进行标定补偿。 

本发明的具体实施方式还提供了一种光纤惯组输出角速率的误差标定补偿装置，如图4所示，该装置具体可以包括： 

零偏误差测量模块41，用于将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中，获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误差值； 

角速率输出量测量模块42，用于在光纤惯组以预定角速率转动的过程中获得每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值； 

角速率中间参数计算模块43，用于根据所述每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度； 

角速率计算模块44，用于根据X、Y、Z三个方向的轴向角速率零偏误差参数值，X、 Y、Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出角速率误差模型，并根据三轴光纤惯组输出角速率误差模型对光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出角速率进行标定补偿。 

首先通过零偏误差测量模块41将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中，获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误差值；然后通过角速率输出量测量模块42在惯组以预定角速率转动的过程中获得每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大角于预定角速率的速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值；再通过角速率中间参数计算模块43根据每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度；最后通过角速率计算模块44根据X、Y、Z三个方向的轴向角速率零偏误差参数值，X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出角速率误差模型，并根据三轴光纤惯组输出角速率误差模型对光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出角速率进行标定补偿。 

上述系统中包含的各单元的处理功能的具体实现方式在之前的方法实施例中已经描述，在此不再重复描述。 

误差标定与补偿完成后，需要对光纤惯组进行误差测试，以检测光纤惯组的精度水平。同时，光纤惯组随着贮存时间延长精度性能也会发生变化，也需要通过此误差测试过程检测惯组精度。所以本发明的具体实施方式又提出了一种光纤惯组输出加速度的误差测试方法，首先将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值；然后根据每个预定位置的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数误差值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。 

为了更清楚的说明本发明的具体实施方式提供的一种光纤惯组输出加速度的误差测试方法，现结合说明书附图对该方法进行详细说明，如图5所示，具体可以包括： 

步骤51，将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值。 

首先将光纤惯组通过安装基准面安装于六面体(标定工装)上，六面体有基准靠面，通过六面体在有北向基准的大理石平台进行翻滚，可以使光纤惯组各轴向准确朝向不同方向，即光纤惯组可以准确放置不同点位。将光纤惯组分别按位置1、2、3、4、5、6放置，如表4所示，每位置测试2分钟，计算各位置点光纤惯组各向加速度输出量均值。 

表4 

位置3

北

天

东

fx3

fy3

fz3

位置4

南

地

东

fx4

fy4

fz4

位置5

东

北

天

fx5

fy5

fz5

位置6

东

南

地

fx6

fy6

fz6

步骤12，根据每个预定位置的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。 

根据表1的内容分别计算光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度，具体可以由以下公式计算得到： 

aB_x＝(fx1+fx2)/2 

aB_y＝(fy3+fy4)/2 

aB_z＝(fz5+fz6)/2 

aSF_x＝(fx1-fx2)/2g 

aSF_y＝(fy3-fy4)/2g 

aSF_z＝(fz5-fz6)/2g 

aMA_yx＝(fy1-fy2)/2g 

aMA_zx＝(fz1-fz2)/2g 

aMA_xy＝(fx3-fx4)/2g 

aMA_zy＝(fz3-fz4)/2g 

aMAX_xz＝(fx5-fx6)/2g 

aMA_yz＝(fy5-fy6)/2g 

其中aB_x表示光纤惯组X轴方向的轴向加速度零偏误差值，aB_y表示光纤惯组Y轴方向的轴向加速度零偏误差值，aB_z表示光纤惯组Z轴方向的轴向加速度零偏误差值；aSF_x表示光纤惯组X轴方向中包含误差的轴向加速度标度因数值，aSF_y表示光纤惯组Y轴方向中包含误差的轴向加速度标度因数值，aSF_z表示光纤惯组Z轴方向中包含误差的轴向加速度标度因数误差值；aMA_yx表示光纤惯组Y轴绕Z轴朝向X轴的失准角度，aMA_zx表示光纤惯组Z轴绕Y轴朝向X轴的失准角度，aMA_xy表示光纤惯组X轴绕Z轴朝向Y轴的失准角度，aMA_zy表示光纤惯组Z轴绕X轴朝向Y轴的失准角度，aMA_xz表示光纤惯组X轴绕Y轴朝向Z轴的失准角度，aMA_yz表示光纤惯组Y轴绕X轴朝向Z轴的失准角度。 

本发明的具体实施方式还提供了一种光纤惯组输出加速度的误差测试装置，如图6所示，该装置具体可以包括： 

测试加速度输出量模块61，用于在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值； 

测试加速度计算模块62，用于根据每个预定位置的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差值，光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度标度因数误差值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。 

首先通过测试加速度输出量模块61在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值；然后通过测试加速度计算模块62根据每个预定位置的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差值，光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度标度因数误差值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。 

上述系统中包含的各单元的处理功能的具体实现方式在之前的方法实施例中已经描述，在此不再重复描述。 

在本发明的具体实施方式提出的一种光纤惯组输出角速率误差测试方法的技术方案中，首先将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中，获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误差值；然后将设置在六面体基准面上的光纤惯组在单轴速率转台上转动，在光纤惯组以预定角速率转动的过程中获得每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值；再根据每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向角速率标度因数误差值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。 

为了更清楚的说明本发明的具体实施方式提供的一种光纤惯组输出角速率误差测试方法，现结合说明书附图对该方法进行详细说明，如图7所示，具体可以包括： 

步骤71，将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中，获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误差值。 

首先将光纤惯组通过安装基准面安装于六面体(标定工装)上，六面体有基准靠面，通过六面体在有北向基准的大理石平台进行翻滚，可以使光纤惯组各轴向准确朝向不同方向，即光纤惯组可以准确放置不同点位。将光纤惯组分别按位置1、2、3放置，如表5所示，每个位置测试10分钟，计算各位置点朝东方向的光纤惯组轴向角速率零偏误差值。 

表5 

各位置点朝东方向的光纤惯组轴向角速率零偏误差值可以通过如下公式计算得到： 

gB_x＝Wbx1 

gB_y＝Wby2 

gB_z＝Wbz3 

其中gB_x表示光纤惯组X轴方向的轴向角速率零偏误差值，gB_y表示光纤惯组Y轴方向的轴向角速率零偏误差值，gB_z表示光纤惯组Z轴方向的轴向角速率零偏误差值。 

步骤72，将设置在六面体安装基准面上的光纤惯组在单轴速率转台上转动，在光纤惯组以预定角速率转动的过程中获得每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值。 

将六面体安装于单轴速率转台，分别使惯组X、Y、Z轴沿转台自转轴方向放置即平行朝天放置，速率转台在惯组角速率量测范围内(±200°/s)按照以下顺序转动，旋转速率分别为：0°/s(静止测试)、0.1°/s、-0.1°/s、0.2°/s、-0.2°/s、0.5°/s、-0.5°/s、1°/s、-1°/s、3°/s、-3°/s、5°/s、-5°/s、8°/s、-8°/s、10°/s、-10°/s、20°/s、-20°/s、50°/s、-50°/s、80°/s、-80°/s、100°/s、-100°/s、150°/s、-150°/s、200°/s、-200°/s，每速率点转动2分钟，计算惯组转动轴各转动速率点的X、Y、Z三个方向的输出角速率均值以及以150°/s和-150°/s角速率转动时两水平轴向输出角速率均值，以X轴转动为例，如表6中所示。 

表6 

步骤73，根据每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向角速率标度因数误差值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。 

根据表6的内容分别计算每个预定角速率对应的X轴方向的输出角速率均值以及以150°/s和-150°/s角速率转动时两水平轴向输出角速率均值，可以由以下公式计算光纤惯组X轴方向的轴向角速率标度因数误差值以及光纤惯组Y轴绕Z轴朝向X轴和Z轴绕Y轴朝向X轴的失准角度： 

$\stackrel{\‾}{\mathrm{gS}{F}_x}=\frac{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{\Ω}}_j\·(\mathrm{Wb}{x}_j-\mathrm{Wb}{x}_0))}{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Ω}}_j^2}-1$

gMA_yx＝(Wbyx₁₅₀-(Wbyx_-150))/(2*150) 

gMA_zx＝(Wbzx₁₅₀-(Wbzx_-150))/(2*150) 

其中gSF_x表示光纤惯组X轴方向的轴向角速率标度因数误差值，gMA_yx表示光纤惯组Y轴绕Z轴朝向X轴的失准角度，gMA_zx表示光纤惯组Z轴绕Y轴朝向X轴的失准角度；Ω_j为每个预定转台角速率，Wx_j为惯组转动轴向在每个预定转台角速率下的输出角速率均值。 

其它参数gSF_y、gSF_z、gMA_xy、gMA_xz、gMA_yz、gMA_zy可通过转动Y、Z轴采集数据用类似的方法求得。 

本发明的具体实施方式还提供了一种光纤惯组输出角速率的误差测试装置，如图8所示，该装置具体可以包括： 

零偏误差计算模块81，用于将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中，获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误差值； 

测试参数计算模块82，用于在光纤惯组以预定角速率转动的过程中获得每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值； 

标度因数误差、失准角度计算模块83，用于根据所述每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向角速率标度因数误差值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。 

首先通过零偏误差计算模块81将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中，获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误差值；然后通过测试参数计算模块82在光纤惯组以预定角速率转动的过程中获得每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值；再通过标度因数误差、失准角度计算模块83根据所述每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向角速率标度因数误差值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。 

上述系统中包含的各单元的处理功能的具体实现方式在之前的方法实施例中已经描述，在此不再重复描述。 

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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求书的保护范围为准。 

Claims (10)

1.一种低精度光纤惯组输出加速度的误差标定补偿方法，其特征在于，包括：

将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值；

根据所述每个预定位置的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度；

根据所述光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出加速度误差模型，并根据所述三轴光纤惯组输出加速度误差模型对光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出加速度进行补偿。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三轴光纤惯组输出加速度误差模型为：

$\left[\begin{array}{c}{f}_{\mathrm{bx}}\\ f_{\mathrm{by}}\\ f_{\mathrm{bz}}\end{array}\right]={\left[\begin{array}{ccc}\mathrm{aS}{F}_x& \mathrm{aM}{A}_{\mathrm{xy}}& a{\mathrm{MA}}_{\mathrm{xz}}\\ a{\mathrm{MA}}_{\mathrm{yx}}& a{\mathrm{SF}}_y& a{\mathrm{MA}}_{\mathrm{yz}}\\ {\mathrm{aMA}}_{\mathrm{zx}}& a{\mathrm{MA}}_{\mathrm{zy}}& a{\mathrm{SF}}_z\end{array}\right]}^{-1}(\left[\begin{array}{c}{f}_{\mathrm{ax}}\\ f_{\mathrm{ay}}\\ f_{\mathrm{az}}\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}a{B}_x\\ a{B}_y\\ a{B}_z\end{array}\right])$

其中f_ax、f_ay、f_az分别表示光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出加速度，f_bx、f_by、f_bz分别表示光纤惯组经过误差标定与补偿之后X、Y、Z三个方向的输出加速度；aB_x、aB_y、aB_z分别表示光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差；aSF_x、aSF_y、aSF_z分别表示光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值；aMA_xy、aMA_xz、aMA_yx、aMA_yz、aMA_zx、aMA_zy分别表示光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。

3.一种光纤惯组输出加速度的误差标定补偿装置，其特征在于，包括：

加速度输出量测量模块，用于在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值；

加速度中间参数计算模块，用于根据所述每个预定位置的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度；

加速度计算模块，用于根据所述光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差参数值，光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向加速度标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出加速度误差模型，并根据所述三轴光纤惯组输出加速度误差模型对光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出加速度进行补偿。

4.一种光纤惯组输出角速率的误差标定补偿方法，其特征在于，包括：

将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中，获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误差值；

将设置在六面体基准面上的光纤惯组在单轴速率转台上转动，在光纤惯组以预定角速率转动的过程中获得每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值；

根据所述每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度；

根据所述X、Y、Z三个方向的轴向角速率零偏误差参数值，X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出角速率误差模型，并根据所述三轴光纤惯组输出角速率误差模型对光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出角速率进行标定补偿。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述三轴光纤惯组输出角速率误差模型为：

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{bx}}\\ {\mathrm{\ω}}_{\mathrm{by}}\\ {\mathrm{\ω}}_{\mathrm{bz}}\end{array}\right]={\left[\begin{array}{ccc}\mathrm{gS}{F}_x& \mathrm{gM}{A}_{\mathrm{xy}}& g{\mathrm{MA}}_{\mathrm{xz}}\\ g{\mathrm{MA}}_{\mathrm{yx}}& g{\mathrm{SF}}_y& g{\mathrm{MA}}_{\mathrm{yz}}\\ {\mathrm{gMA}}_{\mathrm{zx}}& g{\mathrm{MA}}_{\mathrm{zy}}& g{\mathrm{SF}}_z\end{array}\right]}^{-1}(\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{gx}}\\ {\mathrm{\ω}}_{\mathrm{gy}}\\ {\mathrm{\ω}}_{\mathrm{gz}}\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}g{B}_x\\ g{B}_y\\ g{B}_z\end{array}\right])$

其中ω_gx、ω_gy、ω_gz分别表示光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出角速率，ω_bx、ω_by、ω_bz分别表示光纤惯组经过误差标定与补偿之后X、Y、Z三个方向的输出角速率；gB_x、gB_y、gB_z分别表示光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向角速率零偏误差；gSF_x、gSF_y、gSF_z分别表示光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值；gMA_xy、gMA_xz、gMA_yx、gMA_yz、gMA_zx、gMA_zy分别表示光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。

6.一种光纤惯组输出角速率的误差标定补偿装置，其特征在于，包括：

零偏误差测量模块，用于在每个面朝向预定位置的过程中，获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误差值；

角速率输出量测量模块，用于在光纤惯组以预定角速率转动的过程中获得每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值

角速率中间参数计算模块，用于根据所述每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度；

角速率计算模块，用于根据所述X、Y、Z三个方向的轴向角速率零偏误差参数值，X、Y、Z三个方向中包含误差的轴向角速率标度因数值以及X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度建立三轴光纤惯组输出角速率误差模型，并根据所述三轴光纤惯组输出角速率误差模型对光纤惯组X、Y、Z三个方向的输出角速率进行标定补偿。

7.一种光纤惯组输出加速度的误差测试方法，其特征在于，包括：

将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值；

根据所述每个预定位置的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差值，光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度标度因数误差值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。

8.一种光纤惯组输出加速度的误差测试装置，其特征在于，包括：

测试加速度输出量模块，用于在每个面朝向预定位置的过程中获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值；

测试加速度计算模块，用于根据所述每个预定位置的光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度输出量均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度零偏误差值，光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向加速度标度因数误差值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。

9.一种光纤惯组输出角速率的误差测试方法，其特征在于，包括：

将设置在六面体基准面上的光纤惯组在平台上翻滚，在每个面朝向预定位置的过程中，获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误差值；

将设置在六面体基准面上的光纤惯组在转台上转动，在光纤惯组以预定角速率转动的过程中获得每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值；

根据所述每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向角速率标度因数误差值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。

10.一种光纤惯组输出角速率的误差测试装置，其特征在于，包括：

零偏误差计算模块，用于在每个面朝向预定位置的过程中，获得每个预定位置对应的光纤惯组X、Y、Z三个轴中朝预定方向轴输出角速率零偏误差值；

测试参数计算模块，用于在光纤惯组以预定角速率转动的过程中获得每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值；

标度因数误差、失准角度计算模块，用于根据所述每个预定角速率对应的惯组转动轴向输出角速率均值，以及以一个大于预定角速率的角速率转动过程中与转动轴正交的两个轴轴向输出角速率均值获得光纤惯组X、Y、Z三个方向的轴向角速率标度因数误差值以及光纤惯组X、Y、Z三个方向中任意一个轴向绕另一个轴朝向第三个轴的失准角度。

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