直升机组合导航系统校准技术研究

　　作者：曾建华 钟德辉 窦松柏 张慧霞  中国航空工业直升机设计研究所

　　摘 要：本文介绍了直升机组合导航系统校准软件设计，叙述了校准软件的设计、构成、功能及具体实施方法。该软件现已应用于科研生产中，结果表明该软件的计算方法和数据准确度满足要求，提高了工作效率和校准结果准确度。

　　0 引言

　　直升机组合导航系统直接控制直升机的空中飞行姿态，其飞行姿态主要包括在空中的姿态角度、飞行的角速度、线加速度即过载特性三个方面。直升机的姿态角度、飞行的角速度、过载特性主要是由直升机组合导航系统的姿态角度传感器、姿态角速度传感器、过载传感器三种传感器来感应。

　　由于组合导航系统的状态，直接反映直升机的运行状态，因此，组合导航系统的综合特性对直升机运行的真实状态具有很大影响，为了确保组合导航系统能正确提供直升机运行的基准参量，因此，有必要对组合导航系统的多参数综合指标进行校准。

　　为了保证试验质量、保证其量值传递的准确可靠、保证量值统一和提高实验测试水平的目的出发，适应动态、自动化校准的发展趋势，根据相关计量法规的要求，必须对直升机组合导航系统量值传递的正确性、可靠性进行有效的计量监督，以规范、完善直升机组合导航系统的校准。为此，根据我所现有设备条件，利用VISUAL BASIC 计算机语言作为开发平台，设计、开发了一套直升机组合导航系统自动化校准系统软件，实现了直升机组合导航系统校准工作的自动化化、标准化，提高了工作效率及校准结果准确度。

　　本论文提出的校准方法，不同于传统的校准方法和设备，在适用性、易操作性、可靠性以及不依赖被测对象等方面均有较大提高，具有自动化、校准准确度、工作效率高等特点。

　　1 校准方法

　　1.1 校准原理

　　1.1.1 直升机组合导航系统姿态角特性校准

　　直升机的姿态角测量，通常是根据组合导航系统中姿态角传感器三自由度定位传感器的定轴性，在机上建立一个地垂线(水平面)基准，与机体轴进行比较，由组合导航系统中的姿态角传感器得到与水平面相对转角对应的输出值，由此实现对直升机俯仰、横滚角及偏航角的测量。

　　直升机组合导航系统姿态角的校准就是根据上述测量原理，在实验室以三自由度转台代替机体，组合导航系统与转台刚性固联，测量轴平行工作台面且垂直或平行于水平转轴，通过改变转台台面的角度，模拟直升机姿态角的变化，测量对应于各俯仰、横滚、偏航角的输出值，从而获得组合导航系统姿态角的输入—输出特性。