三轴转台误差对陀螺仪标定精确度的影响

三轴转台误差对陀螺仪标定精确度的影响摘要本文以陀螺仪标定精确度为研究对象，着眼于三轴转台误差实际情况。首先针对陀螺仪标定系统的基本概念进行了简要分析，进而借助于构建姿态矩阵的方式，深入研究了三轴转台误差源以及陀螺仪安装误差中的相关问题，在此基础之上构建了充分考量三轴转台误差因素影响下的陀螺仪误差模型及其标定方法，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。

关键词三轴转台；误差；陀螺仪；标定系统；姿态矩阵；模型；方法；分析

中图分类号tp212 文献标识码a 文章编号1674-6708（2013）82-0043-02

1 陀螺仪标定系统基本概念分析

1）首先，陀螺仪所对应的x轴延伸方向与三轴转台所对应的中环轴坐标系轴线延伸方向表现为平行状态；

2）其次，陀螺仪所对应的y轴延伸方向与三轴转台所对应的内环轴坐标系轴线延伸方向表现为平行状态；

3）最后，陀螺仪所对应的i轴延伸方向与三轴转台所对应的外环轴坐标系轴线延伸方向表现为平行状态。

2 三轴转台误差源以及陀螺仪安装误差分析

特别需要注意的一点在于：在当前技术条件支持下，对于处于正常运行状态下的三轴转台而言，其误差源主要涉及到以下几个方面：1）主轴方向铅垂度误差源；2）三轴转台轴系角位置误差源；

3）三轴转台轴系倾角回转误差源；4）三轴转台零位误差源；5）三轴转台坐标系外环轴轴线误差元；6）陀螺仪安装误差源。基于以上分析，为确保有关陀螺仪输入数据分析的精确性，同样需要针对陀螺仪进行对准误差处理以及失准角误差处理。在此过程当中，假定三轴转台外环轴坐标系角位置参数为α，假定三轴转台中环轴坐标系角位置参数为β，同时假定三轴转台内环坐标系周角位置参数为γ。有关三轴转台误差源以及陀螺仪安装误差的分析可以从以下几个方面入手：

3 陀螺仪误差模型及其标定方法分析

建立在整个陀螺仪坐标系基础之上，为标定陀螺仪误差模型与角速率参数指标的模型系数，需要首先针对陀螺仪进行安装处理。其安装作业的关键工作要点在于：能够确保三轴转台所表现出的外环轴、中环轴以及内环轴走速率指标能够按照既定方式予以实现，在此基础之上完成对陀螺仪输出参数的测量，进而实现对整个陀螺仪误差模型的可靠性构建。

按照此种方式能够以函数关系联立对整个陀螺仪坐标系下输出参数全误差方程的有效构建。基于对上述关系式的分析，不难发现：陀螺仪坐标系最终输出参数的确定在一定程度上受到了来自于陀

螺仪坐标系所对应误差模型系数取值的影响，进而也就使得三轴转台误差相对应陀螺仪标定精确度的取值参数有所影响。现阶段有关这一影响的分析基本采取双球面实验计划的方式予以实现。在此基础之上还可以进一步分析陀螺仪标定精确度受地球自转角速率指

标以及三轴转台外环轴坐标系速率误差指标的影响情况。基本可以分为以下两个方面。

1）从地球自转角速率指标相对于陀螺仪标定精确度的影响角度上来说：考虑到地球自转角速度自身量值取值较小，因而在计算及输入过程当中仅需要关注其在输入轴位置所对应的分量标称值。在此过程当中可以剔除三轴转台误差相对于该分量参数的影响。按照此种方式，地球自转角速率指标的在输入轴位置的分量可以定义为ωei，其具体的表达方式如下所示：

4 结论

本文针对建立在三轴转台坐标系基础之上，可能导致陀螺仪误差模型参数标定精度受到影响的主要因素进行了详细分析，通过构建姿态矩阵的方式研究了陀螺仪误差模型的表达方式，并从地球自转角速率指标以及转台外环坐标轴轴速率指标这两个方面入手，针对陀螺仪标定精确度的影响问题做出了简要分析与说明，旨在于通过对以上误差模型的应用，提高实践工作过程中陀螺仪误差模型参数的辨识精确度水平，以上问题希望能够引起各方工作人员的特别关注与重视。

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