一种惯导动态定向精度测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种惯导动态定向精度测试系统。
【背景技术】
[0002] 惯导定向精度这一技术指标是对惯导系统初始对准精度与方位保持精度的要求， 要对其高精准测量，本质上就是对引出的惯导轴线空间指向进行标定。对该技术指标的测 试一般分为静态测试和动态测试。其中静态测试在转台上进行，与载体无关，主要考核惯 导系统自身精度；动态测试主要考核惯导系统装车状态下，载体平台上的电磁环境、安装位 置、运动过程等因素对惯导系统定向精度的影响。本发明不涉及惯导定向精度的静态测试， 只针对动态测试。
[0003] 关于惯导动态定向精度测试一直使用单经纬仪纵向瞄准标杆法，该方法尚有很多 缺陷。一是存在测试盲区，由于固定相邻的两根标杆之间的区域真值很难给出，因此无法对 惯导在此区域进行任意方向动态精度测试；二是对准误差难以控制，测试时要求车辆回转 中心严格停放在已知坐标点上，而车辆对准误差通常在十几到几十厘米，对测试结果会带 来很大影响；三是经纬仪架设难以实施，测试时要求经纬仪严格架设在载车回转中心上，但 是大部分载车回转中心较难确定，且回转中心不具备架设经纬仪条件；四是载车调平难以 实现，为避免车体姿态的变化为经纬仪测角引入不确定误差，测试时要求工作平台处于水 平面上，而调平过程费时费力，测试效率低下。
[0004] 为解决上述问题，本发明采用惯导动态定向精度测试系统，使用双经纬仪横向交 汇、非接触式测量方法，实现了动态定向精度测试不受载车型号限制、测试精度可控、具有 通用性，避免了单经纬仪纵向瞄准标杆法带来的种种弊端。
【发明内容】
[0005] -种惯导动态定向精度测试系统，由以下模块组成：
[0006] 第一模块，构建基于双经讳仪交汇的高低向和方位向测角模型；
[0007] 第二模块，构建基于双经纬仪交汇的测角误差分析模型；
[0008] 第三模块，构建测试精度区扫描模型；
[0009] 第四模块，构建测试精度区生成模型；
[0010] 第五模块，构建基线寻优算法；
[0011] 第六模块，构建基于蓝牙技术的无线网络通信模型；
[0012] 工作过程中，通过第四模型构建出实用精度区，由第五模块仿真出最佳基线参数， 将经纬仪基线按照最佳基线参数设置在实用精度区中，利用第六模块实现经纬仪与数据终 端的通讯。
[0013] 其中，上述第一模块执行以下操作：
[0014] al):建立方位向测角模型；
[0015] bl):建立高低向测角模型。
[0016] 其中，上述第二模块执行以下操作：
[0017] a2):方位角随机误差传递计算；
[0018] b2):高低角随机误差传递计算。
[0019] 其中，上述第三模块执行以下操作：
[0020] 基于a2)、b2)的计算模型，构造了经纬仪在不同位置测试时误差分布的扫描模 型。
[0021] 其中，上述第四模块执行以下操作
[0022] 利用a2)、b2)的计算结果及第三模快的模型，确定理论精度区及实用精度区；
[0023] 其中，上述第五模块执行以下操作：
[0024] 利用第四模块生成结果，优化出适合的基线长度；
[0025] 其中，上述第六模块执行以下操作：
[0026] a6):分析串口仿真协议（RFCOMM);
[0027] b6):利用a6)的分析结果，构建连接软件；
[0028] c6):利用a6)、b6)的分析结果及构建模型，建立通信链路。
[0029] -种惯导动态定向精度测试装置，其包括：
[0030] 两个经纬仪（A、B)，通讯装置和计算终端，用于对载体上的惯导装置的测量值精度 进行检测；
[0031] 载体外侧首尾两端各粘贴有一个十字标，载体上安装有惯导装置，其特征在于：
[0032] 惯导装置测量载体轴线的绝对空间位置，通过两个经纬仪瞄准两个十字标测得两 个十字标分别相对于两个经纬仪的水平角和高低角，将经纬仪测量值通过无线通讯装置传 送给计算终端，计算终端进行计算得出载体轴线的相对于经纬仪基线的空间位置实测值， 经纬仪基线引入真北后计算得到载体轴线的空间绝对位置实测值，将实测值与惯导装置测 量值进行对比，来得出惯导装置的测量误差。
[0033] 进一步，通过计算得出实用精度区，经纬仪基线布置在实用精度区内，以保证空间 位置实测值的准确度。
[0034] 进一步，测试精度区域由纵向扫描范围和横向扫描范围限定，根据扫描模型和误 差传递模型来计算得出测量误差值，所述扫描模型为：
【主权项】
1. 一种惯导动态定向精度测试系统，由以下模块组成： 第一模块，构建基于双经讳仪交汇的高低向和方位向测角模型； 第二模块，构建基于双经纬仪交汇的测角误差分析模型； 第三模块，构建测试精度区扫描模型； 第四模块，构建测试精度区生成模型； 第五模块，构建基线寻优算法； 第六模块，构建基于蓝牙技术的无线网络通信模型； 工作过程中，通过第四模型构建出实用精度区，由第五模块仿真出最佳基线参数，将经 纬仪基线按照最佳基线参数设置在实用精度区中，利用第六模块实现经纬仪与数据终端的 通讯。
2. 根据权利要求1所述的系统，其中，上述第一模块执行以下操作： al):建立方位向测角模型； bl):建立高低向测角模型。
3. 根据权利要求1或2所述的系统，其中，上述第二模块执行以下操作： a2):方位角随机误差传递计算； b2):高低角随机误差传递计算。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中，上述第三模块执行以下操作： 基于a2)、b2)的计算模型，构造了经纬仪在不同位置测试时误差分布的扫描模型。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其中，上述第四模块执行以下操作 利用a2)、b2)的计算结果及第三模快的模型，确定理论精度区及实用精度区。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其中，上述第五模块执行以下操作： 利用第四模块生成结果，优化出适合的基线长度。
7. 根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其中，上述第六模块执行以下操作： a6):分析串口仿真协议（RFCOMM); b6):利用a6)的分析结果，构建连接软件； c6):利用a6)、b6)的分析结果及构建模型，建立通信链路。
8. -种惯导动态定向精度测试装置，其包括： 两个经纬仪（A、B)，通讯装置和计算终端，用于对载体上的惯导装置的测量值精度进行 检测； 载体外侧首尾两端各粘贴有一个十字标，载体上安装有惯导装置，其特征在于： 惯导装置测量载体轴线的绝对空间位置，通过两个经纬仪瞄准两个十字标测得两个十 字标分别相对于两个经纬仪的水平角和高低角，将经纬仪测量值通过无线通讯装置传送给 计算终端，计算终端进行计算得出载体轴线的相对于经纬仪基线的空间位置实测值，经纬 仪基线引入真北后计算得到载体轴线的空间绝对位置实测值，将实测值与惯导装置测量值 进行对比，来得出惯导装置的测量误差。
9. 根据权利要求8所述的测试装置，其特征在于：通过计算得出实用精度区，经纬仪基 线布置在实用精度区内，以保证空间位置实测值的准确度。
10. 根据权利要求9所述的测试装置，其特征在于：测试精度区域由纵向扫描步长和 横向扫描步长限定，根据扫描模型和误差传递模型来计算得出测量误差值，所述扫描模型 为：
其中，y=基线长度AB，Pl =被测线段ab长度，C、D分别指代第一十字标a和第二十 字标b在通过基线AB的水平面上的垂直投影点；x为a点在通过基线的水平面上的投影点 到基线的距离，h为a点到基线所在水平面距离，a为经纬仪基线AB与载体轴线ab在水 平面上的方位夹角，e为载体轴线ab与上述水平面之间的高低夹角，aa2分别是经纬 仪A测量得到的第一十字标a和第二十字标b相对于基线AB的水平角；0 0 2分别是经 纬仪B测量得到第一十字标a和第二十字标b相对于基线BA的水平角；YY2分别为经 纬仪A测量得到第一十字标a和第二十字标b相对于水平面的高低夹角。
11. 一种确定惯导动态定向精度测试系统实用精度区的方法，包括以下步骤： 第一步：构建双经纬仪交汇的高低向和方位向测角模型； 第二步：构建基于双经纬仪交汇的测角误差分析模型； 第三步：利用误差分析模型基于误差源计算仿真出经纬仪基线处于不同位置时的误差 情况，根据可接受误差范围得出实用精度区； 第四步：设置不同的经纬仪基线长度值，分析在不同的经纬仪基线长度值下的实用精 度区，选择最优经纬仪基线长度； 第五步：设定经纬仪基线为上述最优经纬仪基线长度值，计算出最优实用精度区。
【专利摘要】一种惯导动态定向精度测试系统，由以下模块组成：第一模块，构建基于双经纬仪交汇的高低向和方位向测角模型；第二模块，构建基于双经纬仪交汇的测角误差分析模型；第三模块，构建测试精度区扫描模型；第四模块，构建测试精度区生成模型；第五模块，构建基线寻优算法；第六模块，构建基于蓝牙技术的无线网络通信模型；工作过程中，通过第四模型构建出实用精度区，由第五模块仿真出最佳基线参数，将经纬仪基线按照最佳基线参数设置在实用精度区中，利用第六模块实现经纬仪与数据终端的通讯。
【IPC分类】G01C25-00
【公开号】CN104613981
【申请号】CN201410820878
【发明人】马威, 吴红权, 李鹏, 史圣兵, 史睿冰, 贺可海, 谢杰涛, 刘园园, 杜锋, 秦少刚, 任成才, 张宇飞
【申请人】中国人民解放军63863部队
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月17日