【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及軌道檢測，具體涉及一種低成本光纖慣導無緯度尋北裝置。
技術(shù)介紹
1、光纖陀螺尋北裝置是一種測量北向方位角的的快速定向裝置，具有精度高、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單等特點，廣泛用于戰(zhàn)車或武器的初始方位瞄準。
2、目前，針對高鐵、載貨鐵路等場景的軌道檢測，通常使用慣性導航設備進行初始對準后進行慣性導航解算，實時計算得到姿態(tài)與航向，使用這種方法需要使用當?shù)亟?jīng)緯度信息進行對準。
3、但是，在地鐵軌道、或高鐵車庫等地下場景中，由于衛(wèi)導受限無法獲得對準階段的經(jīng)緯度信息，從而導致光纖陀螺尋北裝置無法正常使用，從而降低了光纖陀螺尋北裝置的使用效果，亟需設計一種低成本光纖慣導無緯度尋北裝置來解決上述問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種低成本光纖慣導無緯度尋北裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足之處。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、包括框架、固定架，三軸加速度計組件、三軸光纖陀螺組件、算法處理單元和外接裝置；
4、所述三軸加速度計組件包括開設在所述框架一側(cè)的第一限位槽，所述第一限位槽兩兩相互之間垂直，垂直度不超過0.01，所述三軸加速度計本體螺栓安裝在所述第一限位槽內(nèi)，所述三軸加速度計本體兩兩相互之間垂直，垂直度不超過0.01。
5、三軸加速度計組件能夠測量光纖慣導無緯度尋北裝置在三個正交方向上的加速度，從而計算光纖慣導無緯度尋北裝置的速度、加速度和角速度等信息，從而增加了光纖慣導無緯度尋北
6、所述三軸光纖陀螺組件包括開設在所述框架一側(cè)的第二限位槽，所述第二限位槽兩兩相互之間垂直，垂直度不超過0.01，所述三軸光纖陀螺本體螺栓安裝在所述第二限位槽內(nèi)，所述三軸光纖陀螺本體兩兩相互之間垂直，垂直度不超過0.01。
7、所述固定架固定安裝在所述框架一側(cè)，所述固定架一側(cè)開設有螺栓孔槽，所述外接裝置設置在所述框架一側(cè)，所述外接裝置一側(cè)設置有外接頭。
8、所述算法處理單元包括以下步驟：
9、s1：使用三軸加速度計組件測量設備姿態(tài)，獲得數(shù)字水平平臺；
10、s2：使用三軸光纖陀螺組件采集，imu坐標系下地球自轉(zhuǎn)分量；
11、s3：將三軸光纖陀螺組件采集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到數(shù)字水平平臺上，獲得地球自轉(zhuǎn)天向分量；
12、s4：使用地球自轉(zhuǎn)天向分量計算當?shù)鼐暥龋?/p>
13、s5：使用計算得到的當?shù)鼐暥葘け薄?/p>
14、所述計算包括根據(jù)所述三軸加速度計組件確定水平坐標系，獲得水平坐標系后進行數(shù)字調(diào)平，將所述三軸光纖陀螺組件輸出轉(zhuǎn)化至水平坐標系下。
15、對水平坐標系下的所述三軸光纖陀螺組件輸出進行積分，獲得時間t內(nèi)的天向角速度增量θu，根據(jù)公式計算當?shù)鼐暥龋嬎闼鋈S光纖陀螺組件輸出在水平面上的投影，通過所述三軸光纖陀螺組件敏感到的地球自轉(zhuǎn)角速度在水平面內(nèi)的分量進行尋北。
16、地球自轉(zhuǎn)方向沿地心-北極方向，將地球自轉(zhuǎn)角速度沿地理坐標系分解，地球自轉(zhuǎn)在當?shù)厮矫嫔系耐队把啬媳狈较颍赶虍數(shù)乇狈健?/p>
17、地球自轉(zhuǎn)投影大小為ωiesinl，其中l(wèi)為當?shù)鼐暥龋瑢け毖b置進行調(diào)平，數(shù)字調(diào)平后所述三軸光纖陀螺組件的敏感軸將位于當?shù)厮矫鎯?nèi)。
18、調(diào)平后，所述三軸光纖陀螺組件敏感到的地球自轉(zhuǎn)角速度分量為ωiesinlcosθ，其中θ為水平面內(nèi)。
19、在尋北時，利用數(shù)字調(diào)平后的所述三軸光纖陀螺本體輸出角速度ωg計算得到所述三軸光纖陀螺組件敏感軸與地理北向的夾角為
20、在上述技術(shù)方案中，本專利技術(shù)提供的一種低成本光纖慣導無緯度尋北裝置，有益效果為：
21、1、三軸加速度計組件能夠測量光纖慣導無緯度尋北裝置在三個正交方向上的加速度，從而計算光纖慣導無緯度尋北裝置的速度、加速度和角速度等信息，從而增加了光纖慣導無緯度尋北裝置使用時的穩(wěn)定性。
22、2、三軸光纖陀螺組件能夠?qū)崟r測量光纖慣導無緯度尋北裝置三軸角速度并輸出三個正交方向的角速度及角度，從而提高了光纖慣導無緯度尋北裝置使用時的穩(wěn)定性。
23、3、算法處理單元能夠使用三軸低成本光纖配合靜態(tài)檢測算法首先進行緯度測量，再使用測算緯度進行尋北，從而防止尋北裝置使用時無法獲取初始位置僅依靠慣性器件測量數(shù)據(jù)進行尋北的情況發(fā)生，從而使光纖慣導無緯度尋北裝置上電后自動進入尋北流程無需人工操作無需其他設備輔助，從而增加了光纖慣導無緯度尋北裝置使用時的工作效率，從而降低了光纖慣導無緯度尋北裝置的總體成本。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護點】
1.一種低成本光纖慣導無緯度尋北裝置，其特征在于，包括框架(1)、固定架(2)，三軸加速度計組件(3)、三軸光纖陀螺組件(4)、算法處理單元和外接裝置(5)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低成本光纖慣導無緯度尋北裝置，其特征在于，所述三軸光纖陀螺組件(4)包括開設在所述框架(1)一側(cè)的第二限位槽(8)，所述第二限位槽(8)兩兩相互之間垂直，垂直度不超過0.01，所述三軸光纖陀螺本體(9)螺栓安裝在所述第二限位槽(8)內(nèi)，所述三軸光纖陀螺本體(9)兩兩相互之間垂直，垂直度不超過0.01。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低成本光纖慣導無緯度尋北裝置，其特征在于，所述固定架(2)固定安裝在所述框架(1)一側(cè)，所述固定架(2)一側(cè)開設有螺栓孔槽(10)，所述外接裝置(5)設置在所述框架(1)一側(cè)，所述外接裝置(5)一側(cè)設置有外接頭(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低成本光纖慣導無緯度尋北裝置，其特征在于，所述算法處理單元包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低成本光纖慣導無緯度尋北裝置，其特征在于，所述計算包括根據(jù)所述三軸加速度計
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種低成本光纖慣導無緯度尋北裝置，其特征在于，對水平坐標系下的所述三軸光纖陀螺組件(4)輸出進行積分，獲得時間T內(nèi)的天向角速度增量θu，根據(jù)公式計算當?shù)鼐暥龋嬎闼鋈S光纖陀螺組件(4)輸出在水平面上的投影，通過所述三軸光纖陀螺組件(4)敏感到的地球自轉(zhuǎn)角速度在水平面內(nèi)的分量進行尋北。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種低成本光纖慣導無緯度尋北裝置，其特征在于，地球自轉(zhuǎn)方向沿地心-北極方向，將地球自轉(zhuǎn)角速度沿地理坐標系分解，地球自轉(zhuǎn)在當?shù)厮矫嫔系耐队把啬媳狈较颍赶虍數(shù)乇狈健?/p>
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種低成本光纖慣導無緯度尋北裝置，其特征在于，地球自轉(zhuǎn)投影大小為ωiesinL，其中L為當?shù)鼐暥龋瑢け毖b置進行調(diào)平，數(shù)字調(diào)平后所述三軸光纖陀螺組件(4)的敏感軸將位于當?shù)厮矫鎯?nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種低成本光纖慣導無緯度尋北裝置，其特征在于，調(diào)平后，所述三軸光纖陀螺組件(4)敏感到的地球自轉(zhuǎn)角速度分量為ωiesinLcosθ，其中θ為水平面內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種低成本光纖慣導無緯度尋北裝置，其特征在于，在尋北時，利用數(shù)字調(diào)平后的所述三軸光纖陀螺本體(9)輸出角速度ωG計算得到所述三軸光纖陀螺組件(4)敏感軸與地理北向的夾角為
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種低成本光纖慣導無緯度尋北裝置，其特征在于，包括框架(1)、固定架(2)，三軸加速度計組件(3)、三軸光纖陀螺組件(4)、算法處理單元和外接裝置(5)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低成本光纖慣導無緯度尋北裝置，其特征在于，所述三軸光纖陀螺組件(4)包括開設在所述框架(1)一側(cè)的第二限位槽(8)，所述第二限位槽(8)兩兩相互之間垂直，垂直度不超過0.01，所述三軸光纖陀螺本體(9)螺栓安裝在所述第二限位槽(8)內(nèi)，所述三軸光纖陀螺本體(9)兩兩相互之間垂直，垂直度不超過0.01。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低成本光纖慣導無緯度尋北裝置，其特征在于，所述固定架(2)固定安裝在所述框架(1)一側(cè)，所述固定架(2)一側(cè)開設有螺栓孔槽(10)，所述外接裝置(5)設置在所述框架(1)一側(cè)，所述外接裝置(5)一側(cè)設置有外接頭(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低成本光纖慣導無緯度尋北裝置，其特征在于，所述算法處理單元包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低成本光纖慣導無緯度尋北裝置，其特征在于，所述計算包括根據(jù)所述三軸加速度計組件(3)確定水平坐標系，獲得水平坐標系后進行數(shù)字調(diào)平，將所述三軸光纖陀螺組件(4)輸出轉(zhuǎn)化至水平坐標系下。
6.根據(jù)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：廖世康，杜石鵬，原鵬，熊海宏，李歡，程遠，
申請(專利權(quán))人：中船星慣科技武漢有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。