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龙图腾网获悉中国人民解放军国防科技大学申请的专利一种低精度陀螺辅助的速率积分半球谐振陀螺自校准方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120213085B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-31发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510355991.3，技术领域涉及：G01C25/00；该发明授权一种低精度陀螺辅助的速率积分半球谐振陀螺自校准方法是由于旭东;娄琪欣;李鼎;谭中奇;刘超;吴宇韬设计研发完成，并于2025-03-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种低精度陀螺辅助的速率积分半球谐振陀螺自校准方法在说明书摘要公布了：本发明属于惯性导航技术领域，具体涉及一种低精度陀螺辅助的速率积分半球谐振陀螺自校准方法，适用于速率积分HRG的各种应用场合；本发明使用一个与速率积分HRG共轴的低精度陀螺进行辅助，使用Kalman滤波方法实时估计速率积分HRG的阻尼失配误差并进行补偿，实现了速率积分HRG的自校准。最终输出ω′HRGk的精度高于速率积分HRG的原始精度，同时也高于辅助陀螺的测量精度；本发明通过使用一个低精度陀螺进行辅助，在不过分增加体积与成本的前提下实现了对HRG的阻尼失配误差参数的实时标定和补偿，大幅降低了阻尼失配误差对于HRG精度的影响，能够在动态条件下精确标定HRG阻尼失配误差参数，能够大幅降低环境变化对补偿效果的影响，提升HRG的环境适应性。

本发明授权一种低精度陀螺辅助的速率积分半球谐振陀螺自校准方法在权利要求书中公布了：1.一种低精度陀螺辅助的速率积分半球谐振陀螺自校准方法，其特征在于，该方法分为以下步骤： S1将速率积分HRG与辅助陀螺安装于基座上，使得两个陀螺的敏感轴相互平行，同时将二者接入控制电路，使其输出以下数据至计算模块： HRG的输出数据包含：k时刻谐振子振型的方位角θk，表示k时刻谐振子振型与HRG中x轴电极之间的夹角； 辅助陀螺的输出数据包含：k时刻外界角速度参考 下标k表示对应变量在k时刻的取值； S2控制HRG进行恒定速率Ω0的虚拟旋转； S3：建立连续时间Kalman滤波误差方程： HRG中，仅考虑阻尼失配造成的误差，同时忽略随机噪声，谐振子振型的方位角θ可用如下微分方程进行描述： 其中，G为速率积分模式下的角增益；Ω为外界施加于陀螺的角速率；Δ1τ＝1τ1-1τ2为各向异性阻尼系数，其中τ1和τ2分别为谐振子主模式和次模式的衰减时间；θ为谐振子振型的方位角，表示对θ求导；θτ为阻尼轴的方位角； 将式1进行恒等变形，可得式2： 其中，中间变量a和b表示如下： 对于辅助陀螺，考虑其输出的外界角速度参考Ωref为真实角速率Ω与常值零偏Bref之和并忽略随机噪声，有： Ωref＝Ω-Bref4 由式2与式4，可得： 连续时间Kalman滤波误差方程： a′表示中间变量a的变化率，b′表示中间变量b的变化率； 进一步可得分量形式的连续时间Kalman滤波误差方程： S4建立Kalman滤波器 S4.1定义k时刻Kalman滤波系统状态向量Xk如下： Xk＝[θkakbka′kb′kBkref]T8 其中，ak和bk分别表示中间变量a和b在k时刻的取值；a′k和b′k分别表示a和b的变化率在k时刻的取值；表示辅助陀螺的常值零偏在k时刻的取值； S4.2Kalman滤波状态一步预测计算式如下： 其中表示k-1时刻状态量Xk-1的估计值；表示状态量从k-1时刻到k时刻的一步预测值；Φkk-1为从k-1时刻至k时刻的状态一步转移矩阵： 式10中I为单位矩阵，T为采样间隔，Fk-1为Kalman滤波连续时间状态转移矩阵F在k-1时刻的取值；由式7可知： 式9中，Uk表示k时刻的控制矩阵，如式12所示： 其中uk表示连续时间控制矩阵u在k时刻的取值，由式7可知： u＝[GΩref+Ω000000]T13 S4.3从k-1时刻到k时刻的状态一步预测均方误差阵Pkk-1计算式如下： 式14中Pk-1表示k-1时刻的状态一步预测均方误差阵；Q为系统噪声协方差矩阵； S4.4k时刻的滤波增益Kk计算式如下： Kk＝Pkk-1HTHPkk-1HT+R-115 式15中，H为量测矩阵： H＝[100000]16 式15中，R为观测噪声协方差矩阵； S4.5k时刻的状态量估计值计算式如下： 式17中，Zk为k时刻的观测量： Zk＝θk18 S4.6k时刻状态估计均方误差阵Pk计算式如下： Pk＝I-KkHPkk-1I-KkHT+KkRKkT；19 S5进行HRG阻尼失配误差参数估计和补偿： S5.1初始化计时器，令k＝0； S5.2顺序执行S4.2-S4.6，进行一轮Kalman滤波参数估计，得到k时刻状态向量Xk的估计值取中的第2个元素作为ak的估计值取中的第3个元素作为bk的估计值 S5.3若k≥1，进行HRG阻尼失配误差的补偿： S5.3.1计算补偿前HRG自k-1时刻到k时刻的角增量ωHRGk： S5.3.2计算补偿后HRG自k-1时刻到k时刻的角增量ω′HRGk： 使用ω′HRGk作为HRG在k时刻的角增量输出； S5.4令k＝k+1； S5.5循环执行S5.2-S5.4，直到本次测量结束，退出循环。

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