申请/专利权人：深圳市瑞芬科技有限公司

申请日：2024-01-25

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN117629174B

主分类号：G01C19/72

分类号：G01C19/72;G01C17/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2024.03.19#实质审查的生效;2024.03.01#公开

摘要：本发明提供一种基于感应地球自转原理的陀螺寻北装置，包括：安装基准面、铝材外壳、第一电路板安装台阶、电机安装台阶、第一电路板、第二电路板、第三电路板、伺服编码电机、光纤陀螺仪支架、光纤陀螺仪及不锈钢盖子，所述伺服编码电机通过电机安装台阶设置于铝材外壳中，所述第一电路板和第二电路板通过第一电路板安装台阶堆叠式设置于铝材外壳的顶部一侧；所述光纤陀螺仪通过光纤陀螺仪支架设置于伺服编码电机的上方，所述光纤陀螺仪支架与所述伺服编码电机相连接；其工作过程包括标定、自检、位置数据采集、当地地理纬度估计以及寻北结果计算等步骤。本发明的整体结构更加合理且高效，还提供了针对性的配套工作过程，能够有效地提高寻北精度。

主权项：1.一种基于感应地球自转原理的陀螺寻北装置，其特征在于，包括：安装基准面、铝材外壳、第一电路板安装台阶、电机安装台阶、第一电路板、第二电路板、第三电路板、伺服编码电机、光纤陀螺仪支架、光纤陀螺仪以及不锈钢盖子，所述铝材外壳设置于所述安装基准面上，所述电机安装台阶设置于所述铝材外壳的底部，所述第一电路板安装台阶设置于所述铝材外壳的顶部一侧，所述伺服编码电机通过所述电机安装台阶设置于所述铝材外壳之中，所述第一电路板和第二电路板通过所述第一电路板安装台阶堆叠式设置于所述铝材外壳的顶部一侧；且所述第一电路板和第二电路板靠近所述伺服编码电机一侧的外边缘，与所述伺服编码电机的外边缘形状一致；所述光纤陀螺仪通过所述光纤陀螺仪支架设置于所述伺服编码电机的上方，所述第三电路板设置于所述光纤陀螺仪支架上，所述光纤陀螺仪支架与所述伺服编码电机相连接，以使得所述光纤陀螺仪支架跟随所述伺服编码电机进行转动；所述光纤陀螺仪的安装方向与所述伺服编码电机的安装方向相垂直，所述不锈钢盖子盖在所述铝材外壳的上方；所述陀螺寻北装置的工作过程包括：步骤S1，对所述光纤陀螺仪进行标定，并针对所述光纤陀螺仪支架通过所述伺服编码电机设置初始零位，使得所述光纤陀螺仪的敏感轴与所述铝材外壳的安装基准面保持一致或者垂直；步骤S2，依次对所述光纤陀螺仪、伺服编码电机、光纤陀螺仪支架的加速度计以及安装基准面的倾斜角度进行自检，直到自检通过则跳转至步骤S3；步骤S3，通过所述伺服编码电机带动所述光纤陀螺仪支架及其光纤陀螺仪按照预设角度进行转动，对四个预设位置的位置数据进行采样；步骤S4，根据所述光纤陀螺仪的数据对当地地理纬度进行估计；步骤S5，结合四个预设位置的位置数据和当地地理纬度进行计算，输出寻北结果；所述步骤S4中，根据所述光纤陀螺仪的数据对当地纬度进行估计的过程包括以下子步骤：步骤S401，通过公式计算出测量状态的姿态信息pitch和roll，accx、accy和accz分别表示加速度计在静态输出的三轴比力值；步骤S402，通过公式计算所述陀螺寻北装置从安装状态到水平状态的姿态旋转矩阵c；步骤S403，通过公式'推算出当前状态下垂直方向的地球自转角速度分量，其中，表示的是地球的自转角速度；步骤S404，通过公式估计当地地理纬度；所述步骤S5包括以下子步骤：步骤S501，通过公式计算地球自转角速度在当地北向分量和天向分量；步骤S502，通过公式计算第一方位角talph1，A表示第一中间变量；步骤S503，判断第一方位角talph1是否接近0°或180°，若是，则跳转至步骤S504，若否，则跳转至步骤S505；步骤S504，通过公式计算第二方位角talph2,当w30时，寻北方位yaw=360-；否则寻北方位yaw=，输出寻北结果并结束，B表示第二中间变量；步骤S505，当w20时，寻北方位yaw=360-；否则寻北方位yaw=，输出寻北结果并结束。

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