基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法及系统

摘要

本发明涉及惯性导航领域，公开了一种基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法及系统，用于提高对三轴旋转式惯导平台的旋转调制时的效率及准确率。该方法包括：通过光纤陀螺接收双轴旋转运动指令，并根据双轴旋转运动指令构建光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合；对第一坐标系集合中的载体坐标系和第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合；根据第一坐标系集合和双轴旋转运动指令生成光纤陀螺的第二参数集合；将第一参数集合和第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，并根据三轴旋转式框架施矩角速度对光纤陀螺进行旋转调制。

权利要求

1.一种基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法，其特征在于，所述基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法包括：

通过预置的光纤陀螺接收双轴旋转运动指令，并根据所述双轴旋转运动指令构建所述光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合；

对所述第一坐标系集合中的载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合，所述对所述第一坐标系集合中的载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合，包括：获取所述第一坐标系集合与所述第二坐标系集合之间的坐标系位置关系；基于所述坐标系位置关系，查询所述载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间的坐标系转换规则；

根据所述坐标系转换规则，对所述第一坐标系集合中的载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合；

根据所述第一坐标系集合和所述双轴旋转运动指令生成所述光纤陀螺的第二参数集合，所述根据所述第一坐标系集合和所述双轴旋转运动指令生成所述光纤陀螺的第二参数集合，包括：对所述第一坐标系集合中的惯性坐标系和地理坐标系进行角速度投影计算，生成目标投影角速度；基于所述双轴旋转运动指令，获取所述光纤陀螺的双轴旋转调制角速率以及台体姿态矩阵；根据所述目标投影角速度、所述双轴旋转调制角速率以及所述台体姿态矩阵生成第二参数集合；

将所述第一参数集合和所述第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，并根据所述三轴旋转式框架施矩角速度对所述光纤陀螺进行旋转调制，所述将所述第一参数集合和所述第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，并根据所述三轴旋转式框架施矩角速度对所述光纤陀螺进行旋转调制，包括：根据所述第一参数集合和预设的角速度分解关系，计算所述光纤陀螺的目标输出数据；将所述目标输出数据和所述第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度；根据所述三轴旋转式框架施矩角速度生成目标施矩信号，并将所述目标施矩信号传输至所述光纤陀螺进行旋转调制。

2.根据权利要求1所述的基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法，其特征在于，所述通过预置的光纤陀螺接收双轴旋转运动指令，并根据所述双轴旋转运动指令构建所述光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合，包括：通过预置的光纤陀螺接收双轴旋转运动指令；

根据所述双轴旋转运动指令确定所述光纤陀螺的三轴旋转式惯导台体以及目标载体；

基于所述目标载体构建所述光纤陀螺的第一坐标系集合，其中，所述第一坐标系集合包括：惯性坐标系、地理坐标系以及载体坐标系；

基于所述三轴旋转式惯导台体构建所述光纤陀螺的第二坐标系集合，其中，所述第二坐标系集合包括：外框坐标系、中框坐标系、内框坐标系和台体坐标系。

3.一种基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩系统，其特征在于，所述基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩系统包括：

接收模块，用于通过预置的光纤陀螺接收双轴旋转运动指令，并根据所述双轴旋转运动指令构建所述光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合；

转换模块，用于对所述第一坐标系集合中的载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合，所述对所述第一坐标系集合中的载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合，包括：获取所述第一坐标系集合与所述第二坐标系集合之间的坐标系位置关系；基于所述坐标系位置关系，查询所述载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间的坐标系转换规则；根据所述坐标系转换规则，对所述第一坐标系集合中的载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合；

处理模块，用于根据所述第一坐标系集合和所述双轴旋转运动指令生成所述光纤陀螺的第二参数集合，所述根据所述第一坐标系集合和所述双轴旋转运动指令生成所述光纤陀螺的第二参数集合，包括：对所述第一坐标系集合中的惯性坐标系和地理坐标系进行角速度投影计算，生成目标投影角速度；基于所述双轴旋转运动指令，获取所述光纤陀螺的双轴旋转调制角速率以及台体姿态矩阵；根据所述目标投影角速度、所述双轴旋转调制角速率以及所述台体姿态矩阵生成第二参数集合；

生成模块，用于将所述第一参数集合和所述第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，并根据所述三轴旋转式框架施矩角速度对所述光纤陀螺进行旋转调制，所述将所述第一参数集合和所述第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，并根据所述三轴旋转式框架施矩角速度对所述光纤陀螺进行旋转调制，包括：根据所述第一参数集合和预设的角速度分解关系，计算所述光纤陀螺的目标输出数据；将所述目标输出数据和所述第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度；根据所述三轴旋转式框架施矩角速度生成目标施矩信号，并将所述目标施矩信号传输至所述光纤陀螺进行旋转调制。

说明书

基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及惯性导航技术领域，尤其涉及一种基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法及系统。

背景技术

[0002] 光纤陀螺及惯性导航系统技术已逐步成熟，达到了参考级的高精度导航水平，是水下高精度自主惯性导航装备的发展方向之一。三轴旋转式光纤陀螺惯性导航系统（以下简称三轴旋转式惯导）充分集合平台式惯导与旋转式惯导两者的优势，通过捷联导航解算建立数学平台，隔离载体角运动的同时，又使台体按照给定的双轴旋转指令运动，两种运动的叠加使载体角运动不会影响到调制效果，实现惯性元件误差影响的自动补偿。

[0003] 但是，实现上述技术方案的核心问题之一是如何快速准确计算三轴旋转式框架的施矩信号，本发明提供了一种基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法，可实现三轴旋转式惯导平台隔离与旋转调制的技术优势，为三轴旋转式惯导长航时自主导航提供技术支撑。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法及系统，解决了对三轴旋转式惯导平台的旋转调制时的效率及准确率较低的技术问题。

[0005] 本发明提供了一种基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法，包括：通过预置的光纤陀螺接收双轴旋转运动指令，并根据所述双轴旋转运动指令构建所述光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合；

[0006] 对所述第一坐标系集合中的载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合；

[0007] 根据所述第一坐标系集合和所述双轴旋转运动指令生成所述光纤陀螺的第二参数集合；

[0008] 将所述第一参数集合和所述第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，并根据所述三轴旋转式框架施矩角速度对所述光纤陀螺进行旋转调制。

[0009] 在本发明中，所述通过预置的光纤陀螺接收双轴旋转运动指令，并根据所述双轴旋转运动指令构建所述光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合，包括：

[0010] 通过预置的光纤陀螺接收双轴旋转运动指令；

[0011] 根据所述双轴旋转运动指令确定所述光纤陀螺的三轴旋转式惯导台体以及目标载体；

[0012] 基于所述目标载体构建所述光纤陀螺的第一坐标系集合，其中，所述第一坐标系集合包括：惯性坐标系、地理坐标系以及载体坐标系；

[0013] 基于所述三轴旋转式惯导台体构建所述光纤陀螺的第二坐标系集合，其中，所述第二坐标系集合包括：外框坐标系、中框坐标系、内框坐标系和台体坐标系。

[0014] 在本发明中，所述对所述第一坐标系集合中的载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合，包括：

[0015] 获取所述第一坐标系集合与所述第二坐标系集合之间的坐标系位置关系；

[0016] 基于所述坐标系位置关系，查询所述载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间的坐标系转换规则；

[0017] 根据所述坐标系转换规则，对所述第一坐标系集合中的载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合。

[0018] 在本发明中，所述根据所述第一坐标系集合和所述双轴旋转运动指令生成所述光纤陀螺的第二参数集合，包括：

[0019] 对所述第一坐标系集合中的惯性坐标系和地理坐标系进行角速度投影计算，生成目标投影角速度；

[0020] 基于所述双轴旋转运动指令，获取所述光纤陀螺的双轴旋转调制角速率以及台体姿态矩阵；

[0021] 根据所述目标投影角速度、所述双轴旋转调制角速率以及所述台体姿态矩阵生成第二参数集合。

[0022] 在本发明中，所述将所述第一参数集合和所述第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，并根据所述三轴旋转式框架施矩角速度对所述光纤陀螺进行旋转调制，包括：

[0023] 根据所述第一参数集合和预设的角速度分解关系，计算所述光纤陀螺的目标输出数据；

[0024] 将所述目标输出数据和所述第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度；

[0025] 根据所述三轴旋转式框架施矩角速度生成目标施矩信号，并将所述目标施矩信号传输至所述光纤陀螺进行旋转调制。

[0026] 本发明还提供了一种基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩系统，包括：

[0027] 接收模块，用于通过预置的光纤陀螺接收双轴旋转运动指令，并根据所述双轴旋转运动指令构建所述光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合；

[0028] 转换模块，用于对所述第一坐标系集合中的载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合；

[0029] 处理模块，用于根据所述第一坐标系集合和所述双轴旋转运动指令生成所述光纤陀螺的第二参数集合；

[0030] 生成模块，用于将所述第一参数集合和所述第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，并根据所述三轴旋转式框架施矩角速度对所述光纤陀螺进行旋转调制。

[0031] 本发明提供的技术方案中，通过光纤陀螺接收双轴旋转运动指令，并根据双轴旋转运动指令构建光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合；对第一坐标系集合中的载体坐标系和第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合；根据第一坐标系集合和双轴旋转运动指令生成光纤陀螺的第二参数集合；将第一参数集合和第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，并根据三轴旋转式框架施矩角速度对光纤陀螺进行旋转调制，本发明实现了三轴旋转式惯导平台隔离与旋转调制的技术优势，为三轴旋转式惯导长航时自主导航提供技术支撑。

附图说明

[0032] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0033] 图1为本发明实施例中基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法的流程图。

[0034] 图2为本发明实施例中根据双轴旋转运动指令构建光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合的流程图。

[0035] 图3为本发明实施例中内方位三轴旋转式惯导的示意图。

[0036] 图4为本发明实施例中外方位三轴旋转式惯导的示意图。

[0037] 图5为本发明实施例中对第一坐标系集合中的载体坐标系和第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换的流程图。

[0038] 图6为本发明实施例中各坐标系之间计算关系的示意图。

[0039] 图7为本发明实施例中各坐标系之间位置关系的示意图。

[0040] 图8为本发明实施例中根据三轴旋转式框架施矩角速度对光纤陀螺进行旋转调制的流程图。

[0041] 图9为本发明实施例中基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩系统的示意图。

[0042] 附图标记：

[0043] 501、接收模块；502、转换模块；503、处理模块；504、生成模块。

具体实施方式

[0044] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0045] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0046] 此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

[0047] 为便于理解，下面对本发明实施例的具体流程进行描述，请参阅图1，图1是本发明实施例的基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法的流程图，如图1所示，该流程图包括以下步骤：

[0048] S101、通过预置的光纤陀螺接收双轴旋转运动指令，并根据双轴旋转运动指令构建光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合；

[0049] S102、对第一坐标系集合中的载体坐标系和第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合；

[0050] S103、根据第一坐标系集合和双轴旋转运动指令生成光纤陀螺的第二参数集合；

[0051] S104、将第一参数集合和第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，并根据三轴旋转式框架施矩角速度对光纤陀螺进行旋转调制。

[0052] 通过执行上述步骤，通过光纤陀螺接收双轴旋转运动指令，并根据双轴旋转运动指令构建光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合；对第一坐标系集合中的载体坐标系和第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合；根据第一坐标系集合和双轴旋转运动指令生成光纤陀螺的第二参数集合；将第一参数集合和第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，并根据三轴旋转式框架施矩角速度对光纤陀螺进行旋转调制，本发明实现了三轴旋转式惯导平台隔离与旋转调制的技术优势，为三轴旋转式惯导长航时自主导航提供技术支撑。

[0053] 在一具体实施例中，如图2所示，执行步骤S101的过程可以具体包括如下步骤：

[0054] S201、通过预置的光纤陀螺接收双轴旋转运动指令；

[0055] S202、根据双轴旋转运动指令确定光纤陀螺的三轴旋转式惯导台体以及目标载体；

[0056] S203、基于目标载体构建光纤陀螺的第一坐标系集合，其中，第一坐标系集合包括：惯性坐标系、地理坐标系以及载体坐标系；

[0057] S204、基于三轴旋转式惯导台体构建光纤陀螺的第二坐标系集合，其中，第二坐标系集合包括：外框坐标系、中框坐标系、内框坐标系和台体坐标系。

[0058] 需要说明的是，惯性坐标系（i系）中惯性坐标系的原点选在地球中心， 轴沿地球极轴指向北极， 和 轴在地球的赤道平面上，并指向惯性空间某一方向不变。地理坐标系（n系）中原点选在载体质心， 指向东， 指向北， 指向天。载体坐标系（b
系）为固联在载体上的坐标系，载体坐标系的原点位于船体质心，横摇轴 指向船体右舷，纵摇轴 沿船体艏艉方向指向船艏，航向轴 沿船体立轴向上。外框坐标系（O系）中与方位环固联， 轴沿方位环轴，与 轴指向相同，O系相对b系只能绕 轴旋转，产生方位环角 。中框坐标系（M系）：与俯仰环固联， 轴沿俯仰环轴，与 轴指向相同，M系相对O系只能绕 轴旋转，产生俯仰环角 。内框坐标系（I系）：与横滚环固联， 轴沿俯仰环轴，与 轴指向相同，I系相对M系只能绕 轴旋转，产生横滚环角 。台体坐标系
（p系）：定义台体坐标系p原点在惯组中心，以x陀螺敏感轴为x坐标轴，以Oxy平面内与x坐标轴垂直的直线为y轴，z轴与x轴和y轴构成的右手坐标系。由于经过自标定后安装误差为小量，陀螺与加速度计均近似为正交安装。内方位三轴旋转式惯导如图3所示，外方位三轴旋转式惯导如图4所示，与外方位三轴旋转式惯导最大的区别就在于其采用内环为方位环，其中，图3为本发明实施例中内方位系统的示意图，图4为本发明实施例中外方位系统的示意图。

[0059] 在一具体实施例中，如图5所示，执行步骤S102的过程可以具体包括如下步骤：

[0060] S301、获取第一坐标系集合与第二坐标系集合之间的坐标系位置关系；

[0061] S302、基于坐标系位置关系，查询载体坐标系和第二坐标系集合中的每个坐标系之间的坐标系转换规则；

[0062] S303、根据坐标系转换规则，对第一坐标系集合中的载体坐标系和第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合。

[0063] 需要说明的是，本实施例针对外方位三轴旋转式惯导的施矩方法展开分析，对于内方位旋转式惯导系统的施矩方法可参照外方位三轴旋转式惯导的分析过程。三轴旋转式惯导台体相对于导航坐标系依次绕横摇轴和方位轴进行转位和停止运动，在停止时台体相对于当地地理坐标系保持静止。由于惯性测量组件姿态的变化，使得陀螺仪输入轴和框架轴上的电机轴不平行，因而所需平台绕陀螺仪输入轴的运动必需由绕三框架轴的运动来保证。

[0064] 具体的，如图6所示，图6为坐标系之间的关系；载体坐标系 经过以下规则可变换为台体坐标系 ： 绕 轴正向旋转 角得到外框坐标系
，转换矩阵记为 ； 绕轴 正向旋转 角得到内框坐标系
，转换矩阵记为 ； 绕轴 正向旋转 角得到台体坐标系
，转换矩阵记为 。

[0065] 载体角速度为 ，其中， 为目标载体在b坐标系下的载体角速度， 为目标载体在b坐标系下的载体角速度的x轴分量， 为目标载体在b
坐标系下的载体角速度的y轴分量， 为目标载体在b坐标系下的载体角速度的z轴分量，内框、中框和外框旋转轴的瞬时旋变角度分别为 、 、 ，各旋转轴角速度分别为 、
、 。内框对应Gy陀螺，中框对应Gx陀螺的安装方式时，根据坐标系b、O、M、I的定义，各坐标系间的位置关系如图7所示，由图7可得：

[0066]  (1)

[0067] 其中， 为目标载体在O坐标系下的载体角速度， 为目标载体在M坐标系下的载体角速度， 为目标载体在I坐标系下的载体角速度， 为目标载体在b坐标系相
对于O坐标系下的角速度， 为目标载体在O坐标系相对于M坐标系下的角速度， 为
目标载体在M坐标系相对于I坐标系下的角速度。

[0068] ， ， (1a)

[0069] ， ，  (1b)

[0070] 展开式（1）可得

[0071] (2)

[0072] (3)

[0073] (4)

[0074] 上式改写成用沿三个旋转轴 、 、 的角速度来表示的形式，即用 、、 来表示，其中， ， ， 分别为目标载体在M坐标系下的载体角速度的
x轴分量，y轴分量以及z轴分量， ， ， 分别为目标载体在O坐标系下的载体角
速度的x轴分量，y轴分量以及z轴分量， ， ， 分贝为目标载体在I坐标系下的载
体角速度的x轴分量，y轴分量以及z轴分量，由式（2）、式(3)可得：

[0075] (5)

[0076] 将式(5)代入式(4)中，可得

[0077](6)

[0078] 记

[0079] ，(6a)

[0080] ， (6b)

[0081] 则式(6)可写为：

[0082] (7)

[0083] 其中， 为第一角速率过渡矩阵， 为第一过渡系数， 为第二角速率过渡矩阵， 为第二过渡系数， 为目标载体在b坐标系下的载体角速度。

[0084] 根据定义，三只电机分别在外框坐标系的Oz轴、内框坐标系的Ox轴以及台体坐标系的Oy轴上，则有：

[0085] (8)

[0086] 其中， 为真实惯性导航系统坐标系相对于P坐标系的转换矩阵。

[0087] 因此可得平台坐标系到电机坐标系之间的转换关系为：

[0088] (9)

[0089] 其中， ， ， 分别为目标载体在P坐标系下的载体角速度的x轴分量，y轴分量以及z轴分量， ， ， 分别为目标载体沿三个旋转轴 、 、 的角速度，
上述推导均是在电机坐标系与载体坐标系重合一致的情况下推导过程，从式（8）可知中框电机敏感方向与陀螺敏感方向相反，解耦矩阵形式不变。若内框电机敏感方向与陀螺敏感方向相反，则 为

[0090] (10)

[0091] 其中， 为真实惯性导航系统坐标系相对于P坐标系的转换矩阵。

[0092] 即可得到平台坐标系到电机坐标系之间的转换矩阵为：

[0093] (11)

[0094] 当三框归零位置时，采用中框对应Gy陀螺、内框对应Gx陀螺的台体安装方式时，可推导出：

[0095] (12)

[0096] 即可得到平台坐标系到电机坐标系之间的转换矩阵为：

[0097] (13)

[0098] 在一具体实施例中，执行步骤S103的过程可以具体包括如下步骤：

[0099] （1）对第一坐标系集合中的惯性坐标系和地理坐标系进行角速度投影计算，生成目标投影角速度；

[0100] （2）基于双轴旋转运动指令，获取光纤陀螺的双轴旋转调制角速率以及台体姿态矩阵；

[0101] （3）根据目标投影角速度、双轴旋转调制角速率以及台体姿态矩阵生成第二参数集合。

[0102] 在一具体实施例中，如图8所示，执行步骤S104的过程可以具体包括如下步骤：

[0103] S401、根据第一参数集合和预设的角速度分解关系，计算光纤陀螺的目标输出数据；

[0104] S402、将目标输出数据和第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度；

[0105] S403、根据三轴旋转式框架施矩角速度生成目标施矩信号，并将目标施矩信号传输至光纤陀螺进行旋转调制。

[0106] 具体的，三轴旋转框架的施矩信号统一计算公式为：

[0107] (14)

[0108] 其中 为三轴旋转式框架施矩角速率， 为陀螺仪输出， 为台体姿态矩阵，为双轴旋转调制角速率， 为地理坐标系相对惯性坐标系角速率在地理坐标系投影，
为真实惯性导航系统坐标系相对于P坐标系的转换矩阵的逆矩阵。

[0109] 在本发明实施例中，根据第一参数集合和预设的角速度分解关系，计算光纤陀螺的目标输出数据，将目标输出数据和第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，根据三轴旋转式框架施矩角速度生成目标施矩信号，并将目标施矩信号传输至光纤陀螺进行旋转调制。

[0110] 本实施例中提供了一种基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩信号计算方法，可实现三轴旋转式惯导平台隔离与旋转调制的技术优势，为三轴旋转式惯导长航时自主导航提供技术支撑。

[0111] 上面对本发明实施例中基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩方法进行了描述，下面对本发明实施例中基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩系统进行描述，请参阅图9，本发明实施例中基于光纤陀螺数字信号的三轴旋转式框架施矩系统一个实施例包括：

[0112] 接收模块501，用于通过预置的光纤陀螺接收双轴旋转运动指令，并根据所述双轴旋转运动指令构建所述光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合；

[0113] 转换模块502，用于对所述第一坐标系集合中的载体坐标系和所述第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合；

[0114] 处理模块503，用于根据所述第一坐标系集合和所述双轴旋转运动指令生成所述光纤陀螺的第二参数集合；

[0115] 生成模块504，用于将所述第一参数集合和所述第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，并根据所述三轴旋转式框架施矩角速度对所述光纤陀螺进行旋转调制。

[0116] 通过上述各个组成部分的协同合作，通过光纤陀螺接收双轴旋转运动指令，并根据双轴旋转运动指令构建光纤陀螺的第一坐标系集合以及第二坐标系集合；对第一坐标系集合中的载体坐标系和第二坐标系集合中的每个坐标系之间进行坐标系转换，得到第一参数集合；根据第一坐标系集合和双轴旋转运动指令生成光纤陀螺的第二参数集合；将第一参数集合和第二参数集合输入预置的施矩角速度分析函数进行施矩角速度计算，得到三轴旋转式框架施矩角速度，并根据三轴旋转式框架施矩角速度对光纤陀螺进行旋转调制，本发明实现了三轴旋转式惯导平台隔离与旋转调制的技术优势，为三轴旋转式惯导长航时自主导航提供技术支撑。

[0117] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。