JJF 1536-2015 捷联式惯性航姿仪校准规范-(高清版).pdf
《JJF 1536-2015 捷联式惯性航姿仪校准规范-(高清版).pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《JJF 1536-2015 捷联式惯性航姿仪校准规范-(高清版).pdf(20页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 5 3 62 0 1 5捷联式惯性航姿仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rS t r a p d o w nI n t e r t i a lF l i g h tA t t i t u d e s 2 0 1 5-0 6-1 5发布2 0 1 5-0 9-1 5实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布捷联式惯性航姿仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rS t r a p d o w
2、nI n t e r t i a lF l i g h tA t t i t u d e sJ J F1 5 3 62 0 1 5 归 口 单 位:全国惯性技术计量技术委员会 主要起草单位:北京三驰科技发展有限公司中航工业北京长城计量测试技术研究所 参加起草单位:中国兵器工业集团公司第2 0 3所 本规范委托全国惯性技术计量技术委员会负责解释J J F1 5 3 62 0 1 5本规范主要起草人:刘海涛(北京三驰科技发展有限公司)董雪明(中航工业北京长城计量测试技术研究所)参加起草人:欧阳恒(中国兵器工业集团公司第2 0 3所)李东临(北京三驰科技发展有限公司)张少军(北京三驰科技发展有限公司
3、)J J F1 5 3 62 0 1 5目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语及定义(1)3.1 标度因数(1)3.2 零偏(1)3.3 横滚角(1)3.4 俯仰角(1)3.5 航向角(1)3.6 失准角(1)4 概述(1)4.1 原理(1)4.2 用途(2)5 计量特性(2)5.1 航姿仪数学模型(2)5.2 航姿仪标度因数(3)5.3 航向角零偏(3)5.4 俯仰角零偏(3)5.5 横滚角零偏(3)5.6 X轴分别对Y轴和Z轴的失准角(3)5.7 Y轴分别对X轴和Z轴的失准角(4)5.8 Z轴分别对X轴和Y轴的失准角(4)6 校准条件(4)6.1 校准用设备(4)6.2 校
4、准条件(4)7 校准项目和校准方法(5)7.1 标度因数(5)7.2 零偏(6)7.3 失准角(7)8 校准结果表达(8)9 复校时间间隔(9)附录A 航姿仪测量不确定度评定示例(1 0)附录B 姿态仪坐标系转换的常用方法(1 3)附录C 校准证书内页格式(1 5)J J F1 5 3 62 0 1 5引 言根据惯性导航系统的发展趋势和国内研制技术的水平,依据G J B1 1 8 5 A2 0 0 5 机载惯性导航系统通用规范编写本规范,对捷联式惯性航姿仪的校准方法做了基础性的规范和明确,并给出了校准参数的不确定度评估示例。本规范为首次发布。J J F1 5 3 62 0 1 5捷联式惯性航姿
5、仪校准规范1 范围本规范适用于捷联式惯性航姿仪(以下简称航姿仪)和其他原理相同的捷联姿态系统的校准。2 引用文件本规范引用了下列文件:G J B5 8 5 A1 9 9 8 惯性技术术语G J B1 1 8 5 A2 0 0 5 机载惯性导航系统通用规范凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 术语及定义G J B5 8 5 A1 9 9 8确立的以及下列术语和定义适用于本规范。3.1 标度因数 s c a l e f a c t o r航姿仪输出的变化与输入角速度变化的比值,一般用最小二乘法拟合整个输入速率范围内
6、测得的输出与输入数据求得。3.2 零偏 z e r oo f f s e t当航姿仪输入角速度为零时的输出。3.3 横滚角 r o l l a n g l e载体北、天、东三个方向构成右手系,绕向北的轴旋转的角。3.4 俯仰角 p i t c ha n g l e载体北、天、东三个方向构成右手系,绕向东的轴旋转的角。3.5 航向角 h e a d i n ga n g l e载体北、天、东三个方向构成右手系,绕向天的轴旋转的角。注:无参照物时航向角就是指前进方向和正北方向之间的夹角。3.6 失准角 m i s a l i g n m e n t a n g l e航姿仪的陀螺敏感轴与安装轴的不
7、正交角。4 概述4.1 原理航姿仪的工作原理是将加速度计和陀螺仪直接安装在其腔体内,然后直接固联在载体上,计算机实时计算姿态矩阵,即四元数法计算出载体坐标系与导航坐标系之间的关系,将来自于载体固联的加速度计测量的飞行器沿机体坐标系轴向的加速度信息转换为导航坐标系上的信息,然后从姿态矩阵的元素中提取出姿态和航向信息(详细信息参见1J J F1 5 3 62 0 1 5附录B)。系统原理图如图1所示。图1 捷联航姿系统原理图航姿仪敏感角速度原理如图2所示。图2 航姿仪敏感角速度原理图地球以恒定的自转角速度e绕地轴旋转。对于地球上纬度为的某点,在该点地球自转的角速度可以分解为两个分量,水平分量沿地球
8、经线指向地理北极,竖直分量沿重力方向指向地球的质心。4.2 用途航姿仪广泛应用于航空、航天、船舶等领域。为运动物体提供三轴姿态信息和速度信息。5 计量特性5.1 航姿仪数学模型航姿仪各轴输出的数字量模型见式(1):NxNyNz =1Lx yLx zLy x1Ly zLz xLz y1 xyz +BxTByTBzT (1)式中:Nx,Ny,Nz 三个方向(X,Y,Z)上的输出角度,();2J J F1 5 3 62 0 1 5Bx,By,Bz 三个方向上的零偏,(/s);Ly x,Lz x X轴对Y轴、Z轴的失准角,();Lx y,Lz y Y轴对X轴、Z轴的失准角,();Lx z,Ly z Z
9、轴对X轴、Y轴的失准角,();x,y,z 三个方向上敏感到的输入角度,();T 校准时间,(s)。校准的过程就是通过一系列的计算得到式中的转换参数,即零偏和失准角度值,航姿仪基于转换模型经过转换计算后得到各轴向上输出的角度见式(2):Axyz =1Lx yLx zLy x1Ly zLz xLz y1 -1+x-BxTy-ByTz-BzT (2)由式(2)可知,各轴输出的数字量为式(3):Nx=x+Lx yy+Lx zz+BxTNy=y+Ly xx+Ly zz+ByTNz=z+Lz xx+Lz yy+BzT(3)5.2 航姿仪标度因数Kx、Ky、Kz分别为航姿仪三个轴上的标度因数。本规范中航姿仪
10、标度因数沿用陀螺仪标度因数。5.3 航向角零偏即航向角在零输入状态下的输出值,由式(3)得到X轴上航向角零偏的数学表达式见式(4):Bx=(Nx-x-Lx yy-Lx zz)/T(4)5.4 俯仰角零偏即俯仰角在零输入状态下的输出值,由式(3)得到Y轴上俯仰角零偏的数学表达式见式(5):By=(Ny-Ay-Ly xAx-Ly zAz)/T(5)5.5 横滚角零偏即横滚角在零输入状态下的输出值,由式(3)得到Z轴上横滚角零偏的数学表达式见式(6):Bz=(Nz-Az-Lz xAx-Lz yAy)/T(6)5.6 X轴分别对Y轴和Z轴的失准角将航姿仪X轴朝天放置,分别取某一高速角速度值正、反向旋转
11、3 6 0 的整数倍,校准得到正、反两个速率点旋转过程中Y轴和Z轴输出的角度值,根据Y轴和Z轴输出的角度值得到输出量。X轴分别对Y轴和Z轴的失准角计算见式(7):Ly x=(Ny x-N-y x)/23 6 0nLz x=(Nz x-N-z x)/23 6 0n(7)式中:Ny x X轴正转Y轴角度的输出量,();3J J F1 5 3 62 0 1 5N-y x X轴反转Y轴角度输出量,();Nz x X轴正转Z轴角度输出量,();N-z x X轴反转Z轴角度输出量,();n 旋转的整周数。5.7 Y轴分别对X轴和Z轴的失准角同理,Y轴分别对X轴和Z轴的失准角计算见式(8):Lx y=(Nx
12、 y-N-x y)/23 6 0nLz y=(Nz y-N-z y)/23 6 0n(8)5.8 Z轴分别对X轴和Y轴的失准角同理,Z轴分别对X轴和Y轴的失准角计算见式(9):Lx z=(Nx z-N-x z)/23 6 0nLy z=(Ny z-N-y z)/23 6 0n(9)6 校准条件6.1 校准用设备校准用设备及性能要求如表1所示。表1 校准用设备及性能要求设备名称技术性能单轴位置速率转台测量指标扩展不确定度(k=2)角位移(03 6 0)U=1 0角速度(0.0 0 11)/s角度间隔1 Ur e l=21 0-2(11 0)/s角度间隔1 0 Ur e l=21 0-3(1 01
13、0 0 0)/s角度间隔3 6 0 Ur e l=21 0-4线性电源交流电压(1 1 02 3 0)V纹波及噪声0.3mV直流电压(03 0)VUr e l=21 0-3 注:1.校准设备的测量不确定度应满足航姿仪总体要求;2.实验室应有北向。6.2 校准条件6.2.1 环境条件a)室温:(2 03);b)相对湿度:(3 08 5)%;c)实验室应有接地装置,接地电阻小于4;d)转台应有隔振地基。6.2.2 安装条件4J J F1 5 3 62 0 1 5a)航姿仪的安装定位面和安装夹具工作面应清洁平滑;b)安装的夹具应具有良好的刚性,且各垂直面相互垂直度小于5,平面度小于0.0 1mm。7
14、 校准项目和校准方法7.1 标度因数7.1.1 标度因数校准方法a)将航姿仪安装在夹具上,X轴正向朝上固定在单轴位置速率转台上;b)接通电源,待线性电源电流稳定后,打开校准程序,设置采样时间间隔为1s,开始计数;c)根据技术要求在角速度测量范围内选择71 1个校准角速率点,分别启动单轴位置速率转台;d)每个角速率输入后,待单轴位置速率转台角速率输出平稳后,采集不少于2 0s的数据,X轴向的平均值为该角速率输入下航姿仪X轴的输出值;e)断 电 后,将 夹 具 翻 转 为Y轴 朝 上 固 定 在 单 轴 位 置 速 率 转 台 上,重 新 进 行b)d)校准步骤,得到航姿仪Y轴的数据;f)断 电
15、后,将 夹 具 翻 转 为Z轴 朝 上 固 定 在 单 轴 位 置 速 率 转 台 上,重 新 进 行b)d)校准步骤,得到航姿仪Z轴的数据。7.1.2 标度因数计算设F-j为第j个输入角速率时航姿仪校准轴输出的平均值,按式(1 0)计算:F-j=1NNP=1Fj P(1 0)式中:Fj P 航姿仪校准轴第P个输出值;N 采样次数。转台静止时校准轴输出的平均值按式(1 1)计算:Fr=12(Fs+Fe)(1 1)式中:Fr 转台静止时,校准轴输出的平均值;Fs 校准开始时,校准轴输出的平均值;Fe 校准结束时,校准轴输出的平均值。第j个输入角速度i j时航姿仪校准轴输出值按式(1 2)计算:F
16、j=Fj-Fr(1 2)式中:Fj 第j个输入角速度i j时航姿仪校准轴输出值。建立航姿仪校准轴输入输出关系的线性模型为式(1 3)。5J J F1 5 3 62 0 1 5Fj=Ki j+F0+vj(1 3)式中:K 标度因数;i j 第i组第j个角速率;F0 拟合零位;vj 拟合误差。用最小二乘法拟合,K、F0分别按式(1 4)、(1 5)计算:K=Mj=1i jFj-1MMj=1i jMj=1Fj2i j-1M(Mj=1i j)2(1 4)F0=1MMj=1Fj-KMMj=1i j(1 5)式中:M 输入角速率个数。用以上方法可以完成Kx、Ky、Kz的计算。7.2 零偏7.2.1 四位置
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- JJF 1536-2015 捷联式惯性航姿仪校准规范-高清版 1536 2015 捷联式 惯性 航姿仪 校准 规范 高清版
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【Fis****915】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【Fis****915】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。