陀螺測(cè)斜儀的標(biāo)定方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種陀螺測(cè)斜儀的標(biāo)定方法，陀螺測(cè)斜儀包括加速度計(jì)和陀螺儀，所述方法包括：在速率轉(zhuǎn)臺(tái)上確定十二個(gè)不同的位置；將所述陀螺測(cè)斜儀分別放置在十二個(gè)位置上，獲取所述加速度計(jì)在所述十二個(gè)位置上的加速度計(jì)靜態(tài)輸出，根據(jù)加速度計(jì)靜態(tài)輸出和加速度計(jì)輸出模型計(jì)算獲得加速度計(jì)的零偏、標(biāo)度因數(shù)和安裝誤差；獲取所述陀螺儀在所述十二個(gè)位置上的陀螺儀靜態(tài)輸出和陀螺儀動(dòng)態(tài)輸出，根據(jù)陀螺儀靜態(tài)輸出、輸入的預(yù)設(shè)角速率、陀螺儀動(dòng)態(tài)輸出和陀螺儀輸出模型計(jì)算獲得所述陀螺儀的零偏、標(biāo)度因數(shù)和隨機(jī)漂移；該方法能夠有效準(zhǔn)確的標(biāo)定陀螺測(cè)斜儀的誤差。

Calibration method of gyro inclinometer

The invention provides a calibration method for gyro inclinometer, gyro inclinometer including accelerometers and gyroscopes, the method includes determining twelve different positions in the rate table; the gyrolevel were placed in the twelve position, obtaining the accelerometer in the twelve the position of the accelerometer output, according to the accelerometer output and the accelerometer output model calculated accelerometer bias, scale factor and installation error; obtaining the gyroscope in the twelve position of the gyro static output and gyroscope output, according to the gyroscope static output input angular rate, preset the gyro dynamic output and gyroscope model obtained the gyro bias, scale factor and random drift; the method can effectively and accurately calibrate the Pretoria Screw inclinometer error.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
陀螺測(cè)斜儀的標(biāo)定方法
本專利技術(shù)涉及石油儀器領(lǐng)域，尤其涉及一種陀螺測(cè)斜儀的標(biāo)定方法。
技術(shù)介紹
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鉆井技術(shù)的日益成熟，國(guó)內(nèi)外大部分油田相繼進(jìn)入開(kāi)發(fā)后期，新探區(qū)塊大部分處于特殊環(huán)境，如海洋、灘海、沙漠等地區(qū)，這就使得勘探開(kāi)發(fā)難度和成本大大增加。另一方面，老油田為實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)，面臨著大量的邊緣油氣藏、獨(dú)立小油氣藏、復(fù)雜斷塊油氣藏、超薄油氣藏等難動(dòng)用儲(chǔ)量的開(kāi)發(fā)問(wèn)題。勘探開(kāi)發(fā)形勢(shì)的需要推動(dòng)著井型的演變與發(fā)展，大位移井、超薄油層水平井、多分枝井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井在油氣田勘探開(kāi)發(fā)中所占的比例越來(lái)越大。開(kāi)發(fā)出的油氣田井眼的尺寸越來(lái)越小，為了適應(yīng)小井眼軌跡的測(cè)量，開(kāi)發(fā)出低精度小尺寸陀螺測(cè)斜儀。由于陀螺儀的精度較低，現(xiàn)有的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)靜態(tài)六位置標(biāo)定方法，利用六位置地速及地球重力加速度標(biāo)定高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)的主要誤差系數(shù)的方法不再適合。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
在下文中給出關(guān)于本專利技術(shù)的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本專利技術(shù)的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本專利技術(shù)的窮舉性概述。它并不是意圖確定本專利技術(shù)的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本專利技術(shù)的范圍。其目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。為解決上述問(wèn)題，本專利技術(shù)提出一種陀螺測(cè)斜儀的標(biāo)定方法，所述陀螺測(cè)斜儀包括加速度計(jì)和陀螺儀，所述方法包括：在速率轉(zhuǎn)臺(tái)上確定十二個(gè)不同的位置；將所述陀螺測(cè)斜儀分別放置在十二個(gè)位置上，獲取所述加速度計(jì)在所述十二個(gè)位置上的加速度計(jì)靜態(tài)輸出，根據(jù)加速度計(jì)靜態(tài)輸出和加速度計(jì)輸出模型計(jì)算獲得加速度計(jì)的零偏、標(biāo)度因數(shù)和安裝誤差；獲取所述陀螺儀在所述十二個(gè)位置上的陀螺儀靜態(tài)輸出和陀螺儀動(dòng)態(tài)輸出，根據(jù)陀螺儀靜態(tài)輸出、輸入的預(yù)設(shè)角速率、陀螺儀動(dòng)態(tài)輸出和陀螺儀輸出模型計(jì)算獲得所述陀螺儀的零偏、標(biāo)度因數(shù)和隨機(jī)漂移。本專利技術(shù)提供的陀螺測(cè)斜儀的標(biāo)定方法，能夠有效準(zhǔn)確的標(biāo)定陀螺測(cè)斜儀的誤差。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術(shù)提供的陀螺測(cè)斜儀的標(biāo)定方法一種實(shí)施例的流程圖。具體實(shí)施方式下面參照附圖來(lái)說(shuō)明本專利技術(shù)的實(shí)施例。在本專利技術(shù)的一個(gè)附圖或一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以與一個(gè)或者更多個(gè)其他附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚目的，附圖和說(shuō)明中省略了與本專利技術(shù)無(wú)關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。參考圖1，陀螺測(cè)斜儀包括加速度計(jì)和陀螺儀，本實(shí)施例提供的陀螺測(cè)斜儀的標(biāo)定方法包括：步驟S101，在速率轉(zhuǎn)臺(tái)上確定十二個(gè)不同的位置；步驟S102，將所述陀螺測(cè)斜儀分別放置在十二個(gè)位置上，獲取所述加速度計(jì)在所述十二個(gè)位置上的加速度計(jì)靜態(tài)輸出，根據(jù)加速度計(jì)靜態(tài)輸出和加速度計(jì)輸出模型計(jì)算獲得加速度計(jì)的零偏、標(biāo)度因數(shù)和安裝誤差；步驟S103，獲取所述陀螺儀在所述十二個(gè)位置上的陀螺儀靜態(tài)輸出和陀螺儀動(dòng)態(tài)輸出，根據(jù)陀螺儀靜態(tài)輸出、輸入的預(yù)設(shè)角速率、陀螺儀動(dòng)態(tài)輸出和陀螺儀輸出模型計(jì)算獲得所述陀螺儀的零偏、標(biāo)度因數(shù)和隨機(jī)漂移。具體地，將陀螺測(cè)斜儀靜止的放置在速率轉(zhuǎn)臺(tái)上的十二個(gè)不同的位置上，作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，這十二個(gè)不同的位置呈圓周分布，且相鄰的位置間隔30度。在靜止的狀態(tài)下，分別獲得加速度計(jì)在十二個(gè)位置上的輸出，加速度計(jì)在不同的位置上重力作為加速度計(jì)輸入，將加速度計(jì)輸入量和加速度計(jì)輸出量帶入加速度計(jì)輸出模型，采用最小二乘法，即可獲得加速度計(jì)零偏、加速度計(jì)標(biāo)度因數(shù)，加速度計(jì)安裝誤差。加速度計(jì)輸出模型如下：z(abx)＝ax0+αxxabx+αxyaby+αxzabzz(aby)＝ay0+αyxabx+αyyaby+αyzabz；z(abz)＝az0+αzxabx+αzyaby+αzzabz其中，z(abi)為加速度計(jì)輸出量，ax0為加速度計(jì)零偏，αii為加速度計(jì)標(biāo)度因數(shù)，αij為加速度計(jì)安裝誤差，abi為加速度計(jì)輸入量；i＝x,y,z；j＝x,y,z。進(jìn)一步地，在靜止?fàn)顟B(tài)下，獲得陀螺儀在十二個(gè)位置上的靜態(tài)輸出，通過(guò)陀螺儀的輸出模型，采用最小二乘法即可獲得陀螺儀的零偏。具體地，陀螺儀的輸出模型如下所示：z(ωbx)＝ωx0+βxxωbx+βxyωby+βxzωbzz(ωby)＝ωy0+βyxωbx+βyyωby+βyzωbzz(ωbz)＝ωz0+βzxωbx+βzyωby+βzzωbz；其中，z(ωbx)、z(ωby)、z(ωbz)為陀螺儀輸出量，ωi0為陀螺儀零偏，i＝x,y,z，βii為陀螺儀標(biāo)度因數(shù)，βij為陀螺儀的安裝誤差，ωbi為絕對(duì)角速度在載體坐標(biāo)系中的投影。在靜止?fàn)顟B(tài)下，陀螺儀的輸入角速率ωx、ωy、ωz為0，采用最小二乘法即可獲得陀螺儀的零偏。進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)動(dòng)速率轉(zhuǎn)臺(tái)，為陀螺儀輸入預(yù)設(shè)角速率ωx、ωy、ωz，認(rèn)為ωbx＝ωx、ωby＝ωy、ωbz＝ωz，獲得陀螺儀在十二個(gè)位置上的動(dòng)態(tài)輸出，通過(guò)陀螺儀的輸出模型，采用最小二乘法即可獲得陀螺儀的標(biāo)度因數(shù)和隨機(jī)漂移。本專利技術(shù)提供的陀螺測(cè)斜儀的標(biāo)定方法，能夠有效準(zhǔn)確的標(biāo)定陀螺測(cè)斜儀的誤差，得到誤差后即可對(duì)陀螺測(cè)斜儀進(jìn)行標(biāo)定補(bǔ)償，提高陀螺測(cè)斜儀適應(yīng)性和測(cè)量精度。雖然已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明了本專利技術(shù)及其優(yōu)點(diǎn)，但是應(yīng)當(dāng)理解在不超出由所附的權(quán)利要求所限定的本專利技術(shù)的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變、替代和變換。而且，本申請(qǐng)的范圍不僅限于說(shuō)明書所描述的過(guò)程、設(shè)備、手段、方法和步驟的具體實(shí)施例。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員從本專利技術(shù)的公開(kāi)內(nèi)容將容易理解，根據(jù)本專利技術(shù)可以使用執(zhí)行與在此所述的相應(yīng)實(shí)施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結(jié)果的、現(xiàn)有和將來(lái)要被開(kāi)發(fā)的過(guò)程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。因此，所附的權(quán)利要求旨在它們的范圍內(nèi)包括這樣的過(guò)程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種陀螺測(cè)斜儀的標(biāo)定方法，其特征在于，所述陀螺測(cè)斜儀包括加速度計(jì)和陀螺儀，所述方法包括：在速率轉(zhuǎn)臺(tái)上確定十二個(gè)不同的位置；將所述陀螺測(cè)斜儀分別放置在十二個(gè)位置上，獲取所述加速度計(jì)在所述十二個(gè)位置上的加速度計(jì)靜態(tài)輸出，根據(jù)加速度計(jì)靜態(tài)輸出和加速度計(jì)輸出模型計(jì)算獲得加速度計(jì)的零偏、標(biāo)度因數(shù)和安裝誤差；獲取所述陀螺儀在所述十二個(gè)位置上的陀螺儀靜態(tài)輸出和陀螺儀動(dòng)態(tài)輸出，根據(jù)陀螺儀靜態(tài)輸出、輸入的預(yù)設(shè)角速率、陀螺儀動(dòng)態(tài)輸出和陀螺儀輸出模型計(jì)算獲得所述陀螺儀的零偏、標(biāo)度因數(shù)和隨機(jī)漂移。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種陀螺測(cè)斜儀的標(biāo)定方法，其特征在于，所述陀螺測(cè)斜儀包括加速度計(jì)和陀螺儀，所述方法包括：在速率轉(zhuǎn)臺(tái)上確定十二個(gè)不同的位置；將所述陀螺測(cè)斜儀分別放置在十二個(gè)位置上，獲取所述加速度計(jì)在所述十二個(gè)位置上的加速度計(jì)靜態(tài)輸出，根據(jù)加速度計(jì)靜態(tài)輸出和加速度計(jì)輸出模型計(jì)算獲得加速度計(jì)的零偏、標(biāo)度因數(shù)和安裝誤差；獲取所述陀螺儀在所述十二個(gè)位置上的陀螺儀靜態(tài)輸出和陀螺儀動(dòng)態(tài)輸出，根據(jù)陀螺儀靜態(tài)輸出、輸入的預(yù)設(shè)角速率、陀螺儀動(dòng)態(tài)輸出和陀螺儀輸出模型計(jì)算獲得所述陀螺儀的零偏、標(biāo)度因數(shù)和隨機(jī)漂移。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陀螺測(cè)斜儀的標(biāo)定方法，其特征在于，所述十二個(gè)位置呈圓周分布，且相鄰的位置間隔30度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陀螺測(cè)斜儀的標(biāo)定方法，其特征在于，所述加速度計(jì)輸出模型如下所示：z(abx)＝ax0+αxxabx+αxyaby+αxzabzz(aby)＝ay0+αyxabx+αyyaby+αyzabzz(abz)＝az0+αzxabx+αzyaby+αzzabz；其中，z(abi)為加速度計(jì)輸出量，ax0為加速度計(jì)零偏，αii為加速度計(jì)標(biāo)度因數(shù)，αij為加速度計(jì)安裝誤差，abi為加速度計(jì)輸入量；i＝x,y,z；j＝x,y,z。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陀螺測(cè)斜儀的標(biāo)定方法，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭秋芬，李世揚(yáng)，呂偉，王晉麟，安金剛，游學(xué)，李緯燕，張曉麗，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：航天科工慣性技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京,11