基于CP-132UL V2的IMU地面測試軟件設(shè)計

在測試過程中，如果某個位置數(shù)據(jù)不夠理想，可重新測定，也可在完成所有位置測試后，重新測定某個或幾個位置。所以在程序設(shè)計中，需要增加允許糾錯補(bǔ)錯功能，為每個位置設(shè)定其標(biāo)志符，并且確定每個位置數(shù)據(jù)存入的數(shù)組位置，這樣重新測定某個位置后，新數(shù)據(jù)覆蓋舊數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)糾錯補(bǔ)錯功能。由于前面每個位置的數(shù)據(jù)都固定位置，所以處理數(shù)據(jù)時只需到已確定的位置讀取數(shù)據(jù)即可。
4．3．2 陀螺標(biāo)度因數(shù)與安裝誤差系數(shù)的標(biāo)定
采用速率標(biāo)定方法來標(biāo)定陀螺標(biāo)度因數(shù)和安裝誤差系數(shù)。按X、Y、Z軸標(biāo)定，允許糾錯或補(bǔ)錯。在單軸轉(zhuǎn)臺，利用轉(zhuǎn)臺的正反轉(zhuǎn)相互抵消地球角速度的影響。為了減小轉(zhuǎn)臺不水平的影響，采用提高轉(zhuǎn)速的方法，以高于30°／s的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)，由于地球自轉(zhuǎn)角速率相對于轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速來說很?。虼藢⑥D(zhuǎn)臺近似視為繞慣性空間轉(zhuǎn)動。為了避免動態(tài)效應(yīng)．轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)啟動和停止均不包括在測試時間之內(nèi)。為提高試驗精度，采用整圈標(biāo)定法，其轉(zhuǎn)動時間為120 s，轉(zhuǎn)數(shù)為10圈。
4．3．3 陀螺零位的標(biāo)定
取天北西，天南東，地南西，地北東4個位置，每個位置靜態(tài)測試時間約20 min。設(shè)置4個標(biāo)志位分別對應(yīng)4個位置，然后將4個位置的數(shù)據(jù)分別存入內(nèi)存數(shù)組中。將存入內(nèi)存數(shù)組中的4個位置的數(shù)據(jù)分別帶入(1)式得到陀螺零位。陀螺零位為4個位置陀螺輸出的算術(shù)平均值(Dx0)。

4．3．4 程序設(shè)計流程
標(biāo)定測試共分為3步：①位置標(biāo)定，完成對加速度計的標(biāo)定；②速率標(biāo)定，標(biāo)定陀螺的安裝誤差和標(biāo)度因數(shù)；(9陀螺常值標(biāo)定。圖4為總程序設(shè)計流程。按照圖4的流程，設(shè)計圖5所示的測試軟件。設(shè)計中首先判斷功能．選擇所需的功能，只需設(shè)置3個標(biāo)志符，每個標(biāo)志符對應(yīng)相應(yīng)的功能。具體測試功能中，建立3個類，各個類編寫各自的測試功能。位置標(biāo)定時，由于位置比較多，對每一個位置都應(yīng)設(shè)置各自的標(biāo)志符，采集到的數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存中固定位置。這樣處理數(shù)據(jù)時只需讀取相應(yīng)位置，避免誤操作，縮短操作時間。在速率標(biāo)定時，設(shè)置3個全局變量分別表示3個軸，同時在補(bǔ)測時，可直接將舊數(shù)據(jù)覆蓋新數(shù)據(jù)。陀螺零位測試時，由于測試時間較長，在測試初始化中需占用的數(shù)組存儲空間較大，數(shù)據(jù)處理部分和位置標(biāo)定差不多。圖5是測試界面。

5 結(jié)果評估
將IMU組合置于平板上，利用所測得的陀螺和加表的各項誤差系數(shù)，根據(jù)陀螺和加表的誤差方程，求得此時陀螺和加表在標(biāo)得的誤差系數(shù)下的輸入，即陀螺各軸敏感的地球自轉(zhuǎn)角速度和加表各軸敏感的重力加速度，然后與理想的地球自轉(zhuǎn)角速度及重力加速度相比較，評估標(biāo)定結(jié)果。如果相差在陀螺和加表的精度允許范圍內(nèi)，說明標(biāo)定結(jié)果比較滿意。

6 結(jié)語
CP一132UL V2一端接IMU組合，另一端直接插入工控機(jī)，采用VC6．0編寫滿足測試方案的測試軟件。經(jīng)工程測試證明，測試軟件與CP一132UL V2兼容性好，在高波特率下工作穩(wěn)定，順利完成IMU的地面測試。