1.一种采煤机惯性导航定位误差校准装置,其特征是:误差校准装置包括:采煤机机身(1)、基于惯导系统的定位装置(2)、GPS-RTK(Real Time Kinematic)基准站(3)和GPS-RTK移动站(4);其中,基于惯导系统的定位装置(2)以及GPS-RTK移动站(4)固连在采煤机机身(1)上,GPS-RTK基准站(3)布置在测试场地的任意位置。
2.一种采煤机惯性导航定位误差校准方法,其特征是:误差校准方法:GPS-RTK移动站(4)同时接收GPS卫星信号与基准站传输的数据,通过载波相位差分技术得到采煤机机身(1)对地实时绝对高精度坐标值,以此绝对高精度坐标值作为校准基准;通过GPS-RTK移动站测量的高精度起终点坐标值和定位装置测量的起终点坐标值,建立安装偏差和寻北偏差的分离校准计算算法,通过采煤机地面事先直线跑车标定实验,计算安装偏差和寻北偏差;
将误差补偿后,再应用航位推算法实现定位精度的提高。
3.根据权利要求2所述的一种采煤机惯性导航定位误差校准方法,其特征是:误差校准方法具体步骤如下:
(1)、将采煤机运动起点作为原点,有坐标系ONE表示东北天坐标系的东北方向,所述的东北天坐标系为导航参考坐标系,N系,坐标系ON′E′表示基于惯导系统的定位装置测量的坐标系的东北方向,即为N′系,所述的N′系为计算导航参考坐标系;
(2)、进行采煤机机身地面直线跑车标定实验,GPS-RTK移动站测量高精度起终点坐标值作为基准,同时基于惯导系统的定位装置测量起终点的坐标值,GPS-RTK移动站测得的坐标值是导航参考坐标系下的(Eb,Nb),基于惯导系统的定位装置测得的坐标值是计算导航参考坐标系下的(E′IMU,N′IMU),计算导航参考坐标系与导航参考坐标系的北向的夹角β就是寻北偏差角;
(3)、将基于惯导系统的定位装置测得的坐标值转换至导航参考坐标系下,转换公式如下:
(4)、GPS-RTK移动站测量的采煤机在导航参考坐标系下的轨迹与基于惯导系统的定位装置测量的采煤机的在导航参考坐标下的轨迹之间的夹角 就是安装偏差角,其计算公式如下:(5)、根据真实轨迹与航位推算轨迹具有相似性,采煤机实际轨迹为直线,基于惯导系统的定位装置测量得的轨迹也应为直线,垂直于测量轨迹线的方向,即基于惯导系统的定位装置横轴方向的位移应该为0,即|a|-|b|=0;
(6)、将基于惯导系统的定位装置测得的坐标值投影到与测量轨迹线垂直的方向时,可以得到一个表达式如下:其中α为实际轨迹与真北方向的夹角;
(7)、将以上提到的三个公式联立求解,得到定位装置的安装偏差和寻北偏差,将其补偿到基于惯导系统的定位装置测量的航向角 中,重新补偿后采煤机的实际航向角为再应用航位推算算法,可以完成对定位装置定位误差的减小作用。