光纤陀螺惯性导航系统测试方法

ICS47.020.70

M53

中华人民共和国国家标准

GB/T××××—××××

光纤陀螺惯性导航系统测试方法

Testmethodsforfibreopticgyroscopeinertialnavigationsystem

（征求意见稿）

本稿完成日期：2021-04-16

XXXX—XX—XX发布XXXX—XX—XX实施

GB/T××××—××××

前言

本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文件由全国导航设备标准化技术委员会（SAC/TC43）提出。

本文件由全国导航设备标准化技术委员会（SAC/TC43）归口。

本文件起草单位：中国航天科工集团第三研究院第三十三研究所、中国航天科工集团第三研究院

第三总体部、中国航天科技集团第八研究院第八〇三研究所、中国船舶重工集团第七〇五研究所、北

京航天控制仪器研究所、北京理工大学、南京理工大学、哈尔滨工程大学。

本文件主要起草人：张吉先、郭玉胜、宋雅兰、陈明刚、邢文忠、陈素军、管春洋、王迪、董建

树、毋蒙、贾斌、钟正虎、邓志红、庄志洪、周佳加。

本文件首次发布。

II

GB/T××××—××××

光纤陀螺惯性导航系统测试方法

1范围

本文件规定了光纤陀螺惯性导航系统（以下简称“光纤惯导”）的功能及性能测试方法，包括测

试环境、测试设备和仪器、测试项目、测试方法等。

本文件适用于民用和军用飞机、车辆、舰船、潜航器、制导武器等各类运载体上使用的光纤惯导

功能及性能测试，也适用于基于光纤惯导构成的组合导航系统中惯性导航相关的功能及性能测试。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性应用而构成本文件必不可少是条款。其中，注日期的引用文

件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用

于本文件。

GB/T9390-2017导航术语

GJB150.2A-2009军用设备实验室环境试验方法第2部分：低气压（高度）试验

GJB150.3A-2009军用设备实验室环境试验方法第3部分：高温试验

GJB150.4A-2009军用设备实验室环境试验方法第4部分：低温试验

GJB150.5A-2009军用设备实验室环境试验方法第5部分：温度冲击试验

GJB150.6-1986军用设备环境试验方法温度－高度试验

GJB150.9A-2009军用装备实验室环境试验方法第9部分：湿热试验

GJB150.15A-2009军用设备实验室环境试验方法第15部分：加速度试验

GJB150.16A-2009军用装备实验室环境试验方法第16部分：振动试验

GJB150.17A-2009军用装备实验室环境试验方法第17部分：噪声试验

GJB150.18A-2009军用设备实验室环境试验方法第18部分：冲击试验

GJB150.23A-2009军用设备实验室环境试验方法第23部分：倾斜和摇摆试验

GJB585A-1998惯性技术术语

GJB729-1989惯性导航系统精度评定方法

3术语和定义

GB/T9390-2017、GJB585A-1998和GJB729-1989界定的以及以下术语和定义适用于本文件。

3.1

光纤陀螺惯性导航系统fibreopticgyroscopeinertialnavigationsystem

采用光纤陀螺作为惯性敏感器的惯性导航系统。

3.2

旋转调制光纤陀螺惯性导航系统rotatingmodulationopticalgyroscopeinertialnavigation

system

采用单轴、双轴或多轴旋转框架，通过旋转方案改变误差传播特性的光纤陀螺惯性导航系统（3.1）。

3.3

回零时间zeroingtime

1

GB/T××××—××××

旋转调制光纤陀螺惯性导航系统收到回零指令后，惯性敏感组件从任意位置旋转到框架机械零位

的时间(3.2)。

3.4

基准导航系统referencenavigationsystem

测试时引入的精度更高的导航系统，可提供位置、速度、姿态等基准参考信息。

3.5

姿态基准台attitudestandard

事先经过标校，可提供姿态基准参考信息的物理平台。

3.6

航向角heading

运载体纵轴轴向在水平面上的投影与真北方向的夹角。通常情况下北偏西为正，北偏东为负，取

值范围为（-180º，180º]。

注：-180º用180º指示。

3.7

姿态角attitude

运载体航向角、俯仰角、滚动角的统称（3.6）。

4测试环境

4.1大气条件

标准大气条件如下：

a)环境温度：15℃～35℃；

b)相对湿度：不大于80%；

c)大气压力：当地大气压。

4.2试验室条件

试验室条件应满足下列要求：

a)试验转台安装在独立的隔振地基上；

b)提供符合精度要求的地理经、纬度值及地理北向基准；

c)测试设备应单独接地，避免接地线引入干扰，且接地电阻通常不大于2；

d)试验场所的电场强度及磁场强度应满足使用要求。

5测试设备和仪器

测试设备和仪器通常包括如下种类，可根据需要选择，或用具有相同功能的其他仪器设备代替。

测试仪器和设备性能指标应满足光纤惯导产品规范要求，均应经计量检定并在检定合格有效期内，精

度通常应比被测样品的精度高一个量级以上，最低接受值须比被测样品的精度高三倍以上。

a)游标卡尺；

b)台秤；

c)数字万用表；

d)兆欧表（100V）；

e)计时器；

f)供电电源；

2

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g)工装；

h)光纤惯导测试设备；

i)基准导航系统；

j)姿态基准台；

k)速率转台；

l)位置转台；

m)摇摆试验台；

n)频率响应分析仪；

o)角振动台；

p)电流钳；

q)静基座试验台；

r)运载体，通常包括车辆、飞机、舰船等。

6测试项目

光纤惯导测试通常包括以下项目，可依据研制阶段和实际需求对测试项目进行裁剪，其中★项目

仅适用于旋转调制光纤陀螺惯性导航系统：

a)外观检查；

b)外形尺寸检查；

c)质量检查；

d)绝缘测试；

e)功耗测试；

f)角速度测量范围和极性测试；

g)角速度精度测试；

h)加速度精度和极性测试；

i)姿态角测量范围和极性测试；

j)姿态角精度测试；

k)角速率频率特性测试；

l)启动时间测试；

m)对准时间测试；

n)对准精度测试；

o)静态导航测试；

p)动态导航测试；

q)自标定测试；

r)回零时间测试；

s)环境适应性测试。

注：自标定测试和回零时间测试仅适用于旋转调制光纤陀螺惯性导航系统。

7测试方法

7.1外观检查

7.1.1测试目的

检查光纤惯导的外观是否满足要求。

7.1.2测试方法

3

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目视法。

7.1.3合格判据

a)光纤惯导表面应无变形、创伤、裂纹、凹痕、霉斑，涂覆层无起泡、皱裂或脱落、锈蚀、螺

钉松动等缺陷，与外部设备连接的连接器中插针与插孔应光滑、完整无缺损；

b)坐标方向标识应正确、清晰；

c)标牌应清晰、完整；

d)满足产品规范要求的其他内容。

7.2外形尺寸检查

7.2.1测试目的

检查光纤惯导的外形尺寸是否满足要求。

7.2.2测量设备

游标卡尺。

7.2.3测试方法

按照产品规范规定的测试内容，用游标卡尺等量具测量并记录。

7.2.4合格判据

测试结果应满足光纤惯导外形尺寸要求。

7.3质量检查

7.3.1测试目的

检查光纤惯导的质量是否满足要求。

7.3.2测量设备

台秤。

7.3.3测试方法

用台秤称量并记录。

7.3.4合格判据

测量结果应满足光纤惯导的质量要求。

7.4绝缘测试

7.4.1绝缘电阻测试

7.4.1.1测试目的

检查光纤惯导各检测点与壳体之间绝缘性能是否满足要求。

7.4.1.2测试设备

数字万用表或兆欧表（100V）。

7.4.1.3测试方法

测试时光纤惯导应不通电、不连接外部设备，通常测量以下内容：

a)测试并记录各检测点与结构壳体之间的电阻；

b)检测点至少包含外部供电电源地、二次供电电源地和数字通讯信号地。

7.4.1.4合格判据

光纤惯导各检测点与壳体之间的绝缘电阻应不小于20MΩ。

7.4.2特征电阻测试

7.4.2.1测试目的

检查光纤惯导各检测点间的电阻值是否满足要求。

4

GB/T××××—××××

7.4.2.2测试设备

数字万用表。

7.4.2.3测试方法

光纤惯导不通电，用数字万用表测量并记录各测试点间的电阻。

7.4.2.4合格判据

惯导各检测点间的电阻测量值应满足光纤惯导产品规范要求。

7.5功耗测试

7.5.1启动功耗测试

7.5.1.1测试目的

检查光纤惯导的启动功耗是否满足要求。

7.5.1.2测试设备

测试设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)电流钳。

7.5.1.3测试方法

调整光纤惯导供电电源电压至标称值，光纤惯导通电启动，用电流钳监测启动过程中电流变化，

记录启动过程中的电流最大值。

7.5.1.4合格判据

按公式(1)计算光纤惯导启动功耗푃푞，计算结果应满足光纤惯导产品规范要求。

푃푞=푈푖푛×퐼푞……………(1)

式中：

푃푞——启动功率，单位为瓦（W）；

푈푖푛——输入电压，单位为伏（V）；

퐼푞——启动时的最大工作电流，单位为安（A）。

7.5.2稳态功耗测试

7.5.2.1测试目的

测试光纤惯导的稳态功耗是否满足要求。

7.5.2.2测试设备

测试设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)电流钳。

7.5.2.3测试方法

调整光纤惯导供电电源电压为标称值，光纤惯导通电启动，光纤惯导稳定工作后，通过电流钳读

取稳态工作电流。

7.5.2.4合格判据

按公式(2)计算光纤惯导稳态功耗为푃푤，计算结果应满足光纤惯导产品规范要求。

푃푤=푈푖푛×퐼푤…………(2)

5

GB/T××××—××××

式中：

푃w——稳态功率，单位为瓦（W）；

퐼w——稳态工作时的工作电流，单位为安（A）。

7.6角速度测量范围和极性测试

7.6.1测试目的

检查光纤惯导角速度测量范围和极性是否满足要求。

7.6.2测试设备

测试设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)速率转台。

7.6.3测试方法

角速度测量范围和极性测试通常包括如下内容：

a)通过工装将光纤惯导安装在转台上，光纤惯导敏感轴与转台轴向重合度满足测试要求；

b)光纤惯导的三个敏感轴标记为X、Y、Z轴，其中X轴通常与运载体纵轴重合，Z轴通常与运

载体横轴重合，Y轴通常垂直于X、Z轴构成的平面进行定义，X、Y、Z轴的定义符合右手定

则；

c)设置转台转动速率为光纤惯导敏感轴的边界值；

d)光纤惯导通电启动；

e)控制转台按照规定的速率绕光纤惯导敏感轴旋转；

f)转台转动稳定后，记录光纤惯导的角速度输出和极性，时间通常不少于20s；

g)依次测量光纤惯导的三个敏感轴X、Y、Z轴，测试结束后，光纤惯导断电。

7.6.4合格判据

计算各次转动数据平均值作为角速度测量范围的测试结果，光纤惯导输出的角速度测量范围和极

性应满足要求。

7.7角速度精度测试

7.7.1角速度静态精度测试

7.7.1.1测试目的

检查光纤惯导的角速度静态精度是否满足要求。

7.7.1.2测试设备

测试设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)位置转台。

7.7.1.3测试方法

角速率静态精度测试通常包括如下内容：

a)通过工装将光纤惯导安装在转台上，光纤惯导敏感轴与转台轴向重合度满足测试要求；

b)设置转台转动的位置点，参见表1；

c)光纤惯导通电启动；

d)控制转台按照规定的位置转动；

6

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e)转台在每个位置平稳后，采集光纤惯导角速率输出值，采集时间通常不少于30s或满足产

品规范要求；

f)光纤惯导断电；

g)重复上述步骤，所有位置测试完毕后，试验结束。

表1六位置

各轴地球自转角速度分量各轴重力加速度分量

序号位置

XYZXYZ

1天南东−휔푖푒푠푖푛퐿−휔푖푒푐표푠퐿0𝑔00

2南东天−휔푖푒푐표푠퐿0휔푖푒푠푖푛퐿00𝑔

3东天南0휔푖푒푠푖푛퐿−휔푖푒푐표푠퐿0𝑔0

4北地西휔푖푒푐표푠퐿−휔푖푒푠푖푛퐿00−𝑔0

5西北地0휔푖푒푐표푠퐿−휔푖푒푠푖푛퐿00−𝑔

6地西北휔푖푒푠푖푛퐿0휔푖푒푐표푠퐿−𝑔00

注：ωie为地球自转角速率，퐿为当地纬度，𝑔为当地重力加速度。

7.7.1.4合格判据

计算方法见公式（3）、公式（4）和公式（5），计算结果应满足光纤惯导产品规范要求。

∆휔푥=푚푎푥(|휔푥푘−훺푥푘|)……(3)

∆휔푦=푚푎푥(|휔푦푘−훺푦푘|)……(4)

∆휔푧=푚푎푥(|휔푧푘−훺푧푘|)……(5)

式中：

푘——位置序号，푘=1~6；

∆휔푥、∆휔푦、∆휔푧——X、Y、Z轴角速率误差，单位为度每秒((°)⁄s)；

휔푥푘、휔푦푘、휔푧푘——X、Y、Z轴第푘个位置的角速率输出均值，单位为度每秒((°)⁄s)；

훺푥푘、훺푦푘、훺푧푘——X、Y、Z轴第푘个位置的地球自转角速度分量，单位为度每秒((°)⁄s)，数值为

表1中各轴地球自转角速度分量。

7.7.2角速度动态精度测试

7.7.2.1测试目的

检查光纤惯导的角速度动态精度是否满足要求。

7.7.2.2测试设备

测试设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)速率转台。

7.7.2.3测试方法

光纤惯导角速率动态精度测试通常包括如下内容：

a)通过工装将光纤惯导安装在转台上，光纤惯导敏感轴与转台轴向重合度满足测试要求；

b)设置转台转动的速率点，速度点通常为±5（º）/s、±10（º）/s、±50（º）/s、±100（º）

/s，可选取一个或多个速率点作为测试点；

c)光纤惯导通电启动；

d)控制转台使其按照设置的角速率转动，待转台角速率平稳后采集数据，采集时间通常不小于

20s或按照产品规范执行；

e)重复上述步骤，光纤惯导每个敏感轴测试点均测试完成后，速率试验结束，光纤惯导断电。

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7.7.2.4合格判据

X、Y、Z轴角速率的标度因数非线性度计算方法见公式（6）、公式（7）和公式（8），计算结果

应满足光纤惯导产品规范要求。

휔푥푘−휔푖푒×푠푖푛퐿−훺푥푘

푁퐿𝑔푥=푚푎푥푛(||)………………(6)

퐹푥푚푎푥

휔푦푘−휔푖푒×푠푖푛퐿−훺푦푘

푁퐿𝑔푦=푚푎푥푛(||)………………(7)

퐹푦푚푎푥

휔푧푘−휔푖푒×푠푖푛퐿−훺푧푘

푁퐿𝑔푧=푚푎푥푛(||)………………(8)

퐹푧푚푎푥

式中：

푛——速率点个数；

푘——第푘个速率点，푘=1~푛；

푁퐿𝑔푥、푁퐿𝑔푦、푁𝑔푧——X、Y、Z轴角速度标度因数非线性度；

휔푖푒——地球自转角速率，单位为度每秒((°)⁄s)；

퐿——当地纬度，单位为弧度(rad)；

훺푥푘、훺푦푘、훺푧푘——X、Y、Z轴第푘个测试速率点，即转台设置值，单位为度每秒((°)/s)；

퐹푥푚푎푥、퐹푦푚푎푥、퐹푧푚푎푥——X、Y、Z轴角速度输出单边幅值，单位为度每秒((°)⁄s)。

7.8加速度精度和极性测试

7.8.1测试目的

检查光纤惯导的加速度精度和极性是否满足要求。

7.8.2测试设备

测试设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)位置转台。

7.8.3测试方法

光纤惯导的加速度精度和极性测试可以与角速度静态精度测试同步进行，加速度精度和极性测试

通常包括如下内容：

a)通过工装将光纤惯导安装在转台上，光纤惯导敏感轴与转台轴向重合度满足测试要求；

b)设置转台转动的位置点，参见表1；

c)光纤惯导通电启动；

d)控制转台按照规定的位置转动；

e)转台在每个位置平稳后，采集光纤惯导加速度输出值，采集时间通常不少于30s或满足产

品规范要求；

f)光纤惯导断电；

g)重复上述步骤，所有位置测试完毕后试验结束。

7.8.4合格判据

加速度测量误差的计算见公式（9）、公式（10）和公式（11），计算结果和加速度极性需满足光

纤惯导产品规范要求。

∆푎푥=푚푎푥(|퐴푥(푘)−𝑔푥푘|)…………………(9)

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∆푎푦=푚푎푥(|퐴푦(푘)−𝑔푦푘|)…………………(10)

∆푎푧=푚푎푥(|퐴푧(푘)−𝑔푧푘|)…………………(11)

式中：

푘——第푘个位置，푘=1~6；

2

∆푎푥、∆푎푦、∆푎푧——X、Y、Z轴加速度计测量误差，单位为米每秒平方(m⁄s)；

2

퐴푥(푘)、퐴푦(푘)、퐴푧(푘)——X、Y、Z轴每个位置输出的加速度均值，单位为米每秒平方(m⁄s)；

2

𝑔푥푘、𝑔푦푘、𝑔푧푘——地球重力加速度在表1中第푘个位置X、Y、Z轴上的分量，单位为米每秒平方(m⁄s)。

7.9姿态角测量范围和极性测试

7.9.1测试目的

检查光纤惯导的姿态角测量范围和极性是否满足要求。

7.9.2测试设备

测试设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)速率、位置转台。

7.9.3测试方法

姿态角测量范围和极性测试通常包括如下内容：

a)通过工装将光纤惯导安装在转台上，光纤惯导敏感轴与转台轴向重合度满足测试要求；

b)设置转台转动的起始位置、终点位置和转动轴向，须满足姿态角测量范围的要求，至少应包

括姿态角输出值的极值；

c)光纤惯导通电启动，初始对准结束后进入导航状态；

d)控制转台连续转动；

e)转台转动过程中记录光纤惯导姿态角的输出值和极性；

f)测试结束后，光纤惯导断电。

7.9.4合格判据

光纤惯导姿态角测量范围和极性应满足产品规范要求。

7.10姿态角精度测试

7.10.1测试目的

检查光纤惯导的姿态角精度是否满足要求。

7.10.2测试设备

测试设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)位置转台。

7.10.3测试方法

姿态角精度测试通常包括如下内容：

a)通过工装将光纤惯导安装在转台上，光纤惯导敏感轴与转台轴向重合度满足测试要求；

b)设置转台转动的位置点，航向角应至少间隔45º测试一次，俯仰角、滚动角应至少间隔30º

测试一次；

c)光纤惯导通电启动，初始对准结束后进入导航状态；

d)依次控制转台转动到指定位置，记录光纤惯导的姿态角输出值和转台姿态基准值；

9

GB/T××××—××××

e)测试结束后，光纤惯导断电。

7.10.4合格判据

光纤惯导在每个位置姿态误差最大值作为姿态测量误差，姿态角测试精度应满足光纤惯导产品规

范要求。

7.11角速率频率特性测试

7.11.1测试目的

检查光纤惯导角速率幅频特性和相频特性是否满足要求。

7.11.2测试设备

测试设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)频率响应分析仪；

d)角振动台。

7.11.3测试方法

角速率幅频特性和相频特性测试通常包括如下内容：

a)通过工装将光纤惯导安装在角振动上，光纤惯导敏感轴与角振动台轴向重合度满足测试要求；

b)设置角振动台振动幅值和频率参数；

c)角速率为模拟量时采用频率响应分析仪分别将光纤惯导和角振动台输入信号连接好，在频率

响应分析仪控制面板上设置电压幅值和频率参数；角速率为数字量时采用光纤惯导测试设备

分别将光纤惯导和角振动台输入信号连接好；

d)光纤惯导通电启动；

e)控制角振动台振动；

f)记录光纤惯导的幅值衰减和相位滞后数值；

g)依次完成所有频率点的测试，测试完成后，光纤惯导断电；

h)重复上述步骤，光纤惯导三个敏感轴均测试完毕后，试验结束。

7.11.4合格判据

7.11.4.1对比光纤惯导的角速率输出幅值퐹g和振动台输出幅值퐹z，当20lg（퐹g/퐹z）值接近−3dB的

频率为角速率的带宽，应满足光纤惯导产品规范要求值。

7.11.4.2对比光纤惯导陀螺输出的相位和振动台输出相位，在指定频率点上光纤惯导的相位滞后值

应满足光纤惯导产品规范要求。

7.12启动时间测试

7.12.1测试目的

检查光纤惯导的启动时间是否满足要求。

7.12.2测试设备

测试设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)计时器。

7.12.3测试方法

7.12.3.1光纤惯导通电启动，记录光纤惯导从通电开始到具备开始对准状态所需要的时间。

10

GB/T××××—××××

7.12.3.2对于单次测试可表征启动时间的光纤惯导，启动时间为单次测试结果；对于启动时间不固

定的光纤惯导，可进行多次测试，启动时间通常为多次测试的最大值。

7.12.4合格判据

测试结果需满足产品规范等相关要求。

7.13对准时间测试

7.13.1测试目的

检查光纤惯导的对准时间是否满足要求。

7.13.2测试设备

测试设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)计时器。

7.13.3测试方法

用供电电源给光纤惯导供电，光纤惯导启动并进入对准状态，用计时器记录光纤惯导从对准开始

至对准结束的时间。针对对准时间不固定的系统，可进行多次测试，对准时间取多次测试的最大值。

7.13.4合格判据

测试结果应满足光纤惯导产品规范等相关要求。

7.14对准精度测试

7.14.1静基座对准精度测试

7.14.1.1测试目的

检查光纤惯导在静基座条件下对准精度是否满足要求。

7.14.1.2测试设备

测试设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)姿态基准台；

d)静基座试验台。

7.14.1.3测试方法

7.14.1.3.1对准精度测试可采用重复性测试或绝对精度测试，重复性测试时测试设备可用姿态基准

台或静基座试验台，绝对精度测试时测试设备须用姿态基准台。

7.14.1.3.2通常应在全方位范围内平均选定不少于4个方位进行测试（即航向角应至少间隔90°测

试一次）。

a)通过工装将光纤惯导安装在姿态基准台或静基座试验上，光纤惯导敏感轴与姿态基准台轴向

重合度满足测试要求；

b)光纤惯导通电启动；

c)初始对准结束后记录光纤惯导输出的姿态角信息；

d)光纤惯导断电，本次测试结束，每个方位的测试次数通常不低于6次或满足产品规范要求；

e)重复上述步骤，依次完成各方位测试后，试验结束。

7.14.1.4合格判据

光纤惯导对准精度应满足产品规范要求，对准精度计算见公式（12）～公式（14）。

11

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112

휎=√∑푛∑푚(휑−휑)…………………(12)

휑푛푖=1푚푗=1푖푗푖0

112……(13)

휎=√∑푛∑푚(휗−휗)

휗푛푖=1푚푗=1푖푗푖0

112

휎=√∑푛∑푚(훾−훾)……(14)

훾푛푖=1푚푗=1푖푗푖0

式中：

푛——方位个数；

푚——每个方位测试次数；

휎휑、휎휗、휎훾——航向角、俯仰角、滚转角对准误差，单位为度(°)；

휑푖푗、휗푖푗、훾푖푗——第푖个方位的第푗次测试航向角、俯仰角、滚转角输出值，单位为度(°)；

휑푖0、휗푖0、훾푖0——第푖个方位航向角、俯仰角、滚转角的基准值，重复性测试时此值取光纤惯导此

位置多次测试的平均值，绝对精度测试时此值为姿态基准台的基准值，单位为

度(°)。

7.14.2摇摆基座对准精度测试

7.14.2.1测试目的

检查光纤惯导在摇摆基座条件下对准精度是否满足要求。

7.14.2.2测试设备

测试设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)三轴摇摆台；

d)基准导航系统。

7.14.2.3测试方法

对准精度测试可采用重复性测试或绝对精度测试，绝对精度测试时测试仪器包括基准导航系统。

a)通过工装将光纤惯导和基准导航系统（绝对精度测试时）安装在三轴摇摆台上，光纤惯导敏

感轴与转台轴向重合度满足测试要求；

b)设置摇摆台摇摆试验参数；

c)绝对精度测试时基准导航系统通电启动，完成初始对准后转入导航状态；

d)启动摇摆台按摇摆条件进入稳定摇摆状态；

e)光纤惯导通电启动；

f)光纤惯导对准结束进入导航状态后摇摆台停止摇摆，记录光纤惯导输出的姿态角信息；

g)光纤惯导断电，本次试验结束；

h)重复上述步骤，测试次数通常不低于6次或满足产品规范要求。

7.14.2.4合格判据

光纤惯导摇摆基座对准精度应满足产品规范要求，计算方法参见7.14.1.4公式（12）～公式（14），

其中绝对精度测试时휑i0、휗i0、훾i0为基准导航系统提供的姿态基准值,方位个数푛取1。

7.14.3运动基座对准精度测试

7.14.3.1测试目的

检查光纤惯导在运动基座条件下对准精度是否满足要求。

7.14.3.2测试设备

12

GB/T××××—××××

测试设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)运载体，通常包括车辆、飞机、舰船等；

d)基准导航系统。

7.14.3.3测试方法

运动基座对准精度测试通常包括如下内容：

a)通过工装将光纤惯导和基准导航系统安装在运载体上，光纤惯导敏感轴与运载体轴重合度满

足测试要求；

b)基准导航系统通电启动，完成初始对准后转入导航状态；

c)运载体启动，按照试验大纲规定的路线、方向和速度运动；

d)光纤惯导通电启动，完成对准后转入导航状态，记录转导航时刻光纤惯导输出的姿态角信息；

e)光纤惯导断电，本次试验结束；

f)重复上述步骤，测试次数通常不低于6次或满足产品规范要求。

7.14.3.4合格判据

光纤惯导运动基座对准精度应满足产品规范要求，计算方法参见7.14.1.4公式（12）～公式（14），

其中휑푖0、휗푖0、훾푖0为基准导航系统提供的姿态基准值,通常每次测试方位不同，每个方位测试次数푚取

1。

7.15静态导航测试

7.15.1姿态精度测试

7.15.1.1测试目的

检查光纤惯导在静基座条件下姿态角精度是否满足要求。

7.15.1.2测试设备

试验设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)姿态基准台。

7.15.1.3测试方法

姿态角精度测试通常包括如下内容：

a)通过工装将光纤惯导安装在姿态基准台上，光纤惯导敏感轴与姿态基准台轴向重合度满足测

试要求；

b)光纤惯导通电启动，完成初始对准后转入导航状态；

c)导航时间内记录光纤惯导姿态输出值；

d)光纤惯导断电，本次测试结束；

e)重复上述步骤，测试时间应满足产品规范要求，测试次数通常不低于6次或满足产品规范要

求。

7.15.1.4合格判据

按照公式（15）～公式（17）计算姿态误差的标准差，即为姿态精度。

1푛1푚푖2

휎휑=√∑푗=1∑훥휑푖푗……(15)

푛푚푖푖=1

13

GB/T××××—××××

1푛1푚푖2

휎휗=√∑푗=1∑훥휗푖푗……(16)

푛푚푖푖=1

1푛1푚푖2

휎훾=√∑푗=1∑훥훾푖푗……(17)

푛푚푖푖=1

式中：

훥휑푖푗、훥휗푖푗、훥훾푖푗——第푖次试验第푗个采样时刻的航向角、俯仰角、滚转角误差，单位为度(°)；

푛——有效试验次数；

푚푖——第푖次试验的数据采样点数。

훥휑푖푗=휑푖푗−휑푖0…………(18)

훥휗푖푗=휗푖푗−휗푖0…………(19)

훥훾푖푗=훾푖푗−훾푖0…………(20)

式中：

휑푖푗、휗푖푗、훾푖푗——第푖次试验第푗个采样时刻的航向角、俯仰角、滚转角值，单位为度(°)；

휑푖0、휗푖0、훾푖0——第푖次试验航向角、俯仰角、滚转角初始值，单位为度(°)。

7.15.2速度精度测试

7.15.2.1测试目的

检查光纤惯导在静基座条件下速度精度是否满足要求。

7.15.2.2测试设备

试验设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)静基座试验台。

7.15.2.3测试方法

速度精度测试通常包括如下内容：

a)通过工装将光纤惯导安装在静基座测试台上；

b)光纤惯导通电启动，完成初始对准后转入导航状态；

c)导航时间内记录光纤惯导输出的速度信息；

d)光纤惯导断电，本次测试结束；

e)重复上述步骤，测试时间应满足产品规范要求，测试次数通常不低于6次或满足产品规范要

求。

7.15.2.4合格判据

7.15.2.4.1多次测试时，光纤惯导速度精度通常采用푅푀푆值误差计算，计算见公式（21）～公式（23），

计算结果应满足光纤惯导产品规范要求。

2

1∑푛1∑푚푖

휎푉푁=√푖=1[(훥푉푁푖푗)]………………(21)

푛푚푖푗=1

2

1∑푛1∑푚푖

휎푉푈=√푖=1[(훥푉푈푖푗)]………………(22)

푛푚푖푗=1

2

1∑푛1∑푚푖

휎푉푈=√푖=1[(훥푉푈푖푗)]………………(23)

푛푚푖푗=1

14

GB/T××××—××××

式中：

、、北向、天向、东向速度误差值，单位为米每秒(⁄)；

휎푉푁휎푉푈휎푉퐸——ms

훥푉푁푖푗、훥푉푈푖푗、훥푉퐸푖푗——第푖次试验第푗个采样点的光纤惯导北向速度误差、天向速度误差、东向

速度误差，单位为米每秒(푚⁄푠)，见公式（24）、公式（25）和公式（26）

计算。

훥푉푁푖푗=푉푁푖푗−푉푁𝑔푖푗……(24)

훥푉푈푖푗=푉푈푖푗−푉푈𝑔푖푗……(25)

훥푉퐸푖푗=푉퐸푖푗−푉퐸𝑔푖푗……(26)

式中：

푉푁푖푗、푉푈푖푗、푉퐸푖푗——第푖次试验第푗个采样点的北向、天向、东向速度，单位为米每秒(m⁄s)；

푉푁𝑔푖푗、푉푈𝑔푖푗、푉퐸𝑔푖푗——第푖次试验第푗个采样点的北向、天向、东向速度基准值，单位为米每秒(m⁄s)。

静态导航时，푉푁𝑔푖푗、푉푈𝑔푖푗、푉퐸𝑔푖푗取值为0。

7.15.2.4.2单次测试中，光纤惯导速度误差值可采用푅푀푆误差值或最大误差值。其中푅푀푆误差值计

算方法与多次测试一致，其中试验次数푛等于1；最大误差值计算见公式（27）～公式（29）。计算结

果应满足光纤惯导产品规范要求。

………………(27)

휎푉푁=푚푎푥|훥푉푁푖푗|

………………(28)

휎푉푈=푚푎푥|훥푉푈푖푗|

………………(29)

휎푉퐸=푚푎푥|훥푉퐸푖푗|

7.15.3位置精度测试

7.15.3.1测试目的

检查光纤惯导在静基座条件下位置精度是否满足要求。

7.15.3.2测试设备

试验设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)静基座试验台。

7.15.3.3测试方法

位置精度测试通常包括如下内容：

a)通过工装将光纤惯导安装在静基座测试台上；

b)光纤惯导通电启动，完成初始对准后转入导航状态；

c)导航时间内记录光纤惯导输出的位置信息；

d)光纤惯导断电，本次测试结束；

e)重复上述步骤，测试时间应满足产品规范要求，测试次数通常不低于6次或满足产品规范要

求。

7.15.3.4合格判据

7.15.3.4.1水平位置精度评定

7.15.3.4.1.1多次测试时，光纤惯导纯惯性导航通常采用圆概率误差半径方法计算，计算见公式（33），

计算结果应满足光纤惯导产品规范要求。

15

GB/T××××—××××

2

22

√(훥퐿푖푗)+(훥휆푖푗×푐표푠퐿푖푗)

1푛1푚푖……(30)

푅=퐾√∑푖=1∑()

푛푚푖푗=1푇푖푗

式中：

푅——水平位置精度的均方根值；

퐾——系数，当取50%CEP圆概率时，K=0.83；当取95%CEP圆概率时，K=1.73；

훥퐿푖푗——第푖次试验第푗个采样时刻的纬度误差，单位为角分（ˊ）；

훥휆푖푗——第푖次试验第푗个采样时刻的经度误差，单位为角分（ˊ）；

푇푖푗——第푖次试验，系统从零时刻至第j个采样时刻所经过的导航时间，单位为小时（h）；

훥퐿푖푗、훥휆푖푗的计算见公式（31）、公式（32）。

훥퐿푖푗=퐿푖푗−퐿푁𝑔푖푗……(31)

훥휆푖푗=휆푖푗−휆푁𝑔푖푗……(32)

式中：

퐿푖푗、훥휆푖푗——第푖次试验第푗个采样点的纬度和经度值，单位为角分（ˊ）；

퐿푁𝑔푖푗、휆푁𝑔푖푗——第푖次试验第푗个采样点的纬度和经度基准值，单位为角分（ˊ）。

静态导航时，取值为导航初始纬度值퐿0，휆푁𝑔푖푗取值为导航初始纬度值휆0。

7.15.3.4.1.2单次测试中，光纤惯导的水平位置误差值可采用圆概率误差半径或最大误差值，其中

圆概率误差半径计算方法与多次测试一致，其中试验次数푛等于1；最大误差值计算见公式（33）。计

算结果应满足光纤惯导产品规范要求。

22

휎ℎ=푚푎푥√(훥퐿푖푗)+(훥휆푖푗×푐표푠퐿푖푗)………………(33)

式中：

휎h——水平位置最大误差值。

7.15.3.4.2垂直位置精度评定

7.15.3.4.2.1多次测试时通常采用푅푀푆误差计算，见公式（34），计算结果应满足光纤惯导产品规

范要求。

1푛1푚푖2

푅푀푆ℎ=√∑푖=1[∑(훥ℎ푖푗)]……………(34)

푛푚푖푗=1

式中：

푅푀푆ℎ——垂向位置RMS误差值，单位为米（m）；

훥ℎ푖푗——第푖次试验第푗时刻的垂向位置误差，单位为米（m），计算见公式（35）：

훥ℎ푖푗=ℎ푖푗−ℎ𝑔푖푗…………(35)

式中：

ℎ푖푗——第푖次试验第푗个采样点的高度，单位为米（m）；

ℎ𝑔푖푗——第푖次试验第푗个采样点的高度基准值，单位为米（m），静态导航时，ℎgij取值为导航初

始高度值。

7.15.3.4.2.2单次测试中，光纤惯导的垂向位置误差值可采用푅푀푆误差值或最大误差值，其中RMS

16

GB/T××××—××××

误差值计算方法与多次测试一致，其中试验次数푛等于1，最大误差值计算见公式（36）。计算结果应

满足光纤惯导产品规范要求。

휎푣=푚푎푥|훥ℎ푖푗|…………(36)

式中：

휎푣——垂直位置最大误差值。

7.16动态导航测试

7.16.1摇摆基座导航测试

7.16.1.1测试目的

检查光纤惯导在摇摆基座条件下的导航精度是否满足要求。

7.16.1.2测试设备

测试用设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)基准导航系统；

d)摇摆试验台。

7.16.1.3测试方法

摇摆基座导航测试通常包括如下内容：

a)通过工装将光纤惯导和基准导航系统安装在三轴摇摆台上，光纤惯导敏感轴与转台轴向重合

度满足测试要求；

b)设置摇摆台摇摆试验参数；

c)基准导航系统和光纤惯导通电启动，完成初始对准后转入导航状态；基准导航系统的基准值

与光纤惯导采样值需完成同步，同步时间的准确度要求应按数据中因不同步所造成的误差可

忽略不计为原则进行；

d)启动摇摆台按摇摆条件进入稳定摇摆状态；

e)导航时间内记录光纤惯导和基准导航系统输出的导航信息；

f)测试结束后，摇摆台停止，光纤惯导和基准导航系统断电，本次测试结束；

g)重复上述步骤进行多次测试，测试时间应满足产品规范要求，测试次数通常不低于6次或满

足产品规范要求。

7.16.1.4合格判据

7.16.1.4.1光纤惯导姿态精度参考7.15.1.4进行计算，其中휑푖0、휗푖0、훾푖0为基准导航系统基准值。

7.16.1.4.2速度精度参考7.15.2.4进行计算，其中푉푁𝑔푖푗、푉푈𝑔푖푗、푉퐸𝑔푖푗为基准导航系统基准值。

7.16.1.4.3水平位置精度参考7.15.3.4.1进行计算，通常퐿푁𝑔푖푗取值为导航初始纬度值퐿0,휆푈𝑔푖푗取值

为导航初始纬度值λ0或满足产品规范要求。

7.16.1.4.4垂直位置精度参考7.15.3.4.2进行计算，ℎ𝑔푖푗通常取值为导航初始高度值或满足产品规

范要求。

7.16.1.4.5测试结果应满足光纤惯导产品规范等相关要求。

7.16.2运动基座导航测试

7.16.2.1试验目的

检查光纤惯导在运动基座条件下的导航精度是否满足要求。

7.16.2.2试验设备

测试设备通常包括：

17

GB/T××××—××××

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)运载体，通常包括车辆、飞机、舰船等；

d)基准导航系统。

7.16.2.3试验方法

通常在导航试验前应编制试验大纲，对光纤惯导的对准方式、运载体的运动路线、速度、方向、

路况，以及光纤惯导工作流程要求进行详细规定。

姿态角精度测试通常包括如下内容：

a)通过工装将光纤惯导和基准导航系统安装在运载体上，光纤惯导敏感轴与运载体轴重合度满

足测试要求；

b)基准导航系统和光纤惯导通电启动，完成初始对准后转入导航状态；

c)运载体启动并试验状态，按照试验大纲规定的路线、方向和速度运动；

d)导航时间内记录光纤惯导输出的导航信息；

e)光纤惯导断电，本次试验结束；

f)重复上述步骤，测试时间应满足产品规范要求，测试次数通常不低于6次或满足产品规范要

求。

7.16.2.4合格判据

a)光纤惯导姿态精度参考7.15.1.4进行计算，其中휑푖0、휗푖0、훾푖0为基准导航系统基准值；

b)光纤惯导速度精度参考7.15.2.4进行计算，其中푉푁𝑔푖푗、푉푈𝑔푖푗、푉퐸𝑔푖푗为基准导航系统基准值；

c)光纤惯导水平位置精度参考7.15.3.4.1进行计算，其中퐿푁𝑔푖푗、휆푁𝑔푖푗来为基准导航系统基准

值；

d)光纤惯导垂直位置精度参考7.15.3.4.2进行计算，其中ℎ𝑔푖푗为基准导航系统基准值。

e)测试结果应满足光纤惯导产品规范等相关要求。

7.17自标定测试

7.17.1自标定时间测试

7.17.1.1测试目的

检查光纤惯导的自标定时间是否满足要求。

7.17.1.2测试设备

测试设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)计时器。

7.17.1.3测试方法

自标定时间测试通常包括如下内容：

a)连接光纤惯导和测试设备；

b)光纤惯导通电启动；

c)测试设备向光纤惯导发送自标定指令；

d)利用计时器记录光纤惯导收到自标定指令至自标定结束时间；

e)对于单次测试可表征自标定时间的系统，自标定时间为单次测试结果；对于自标定时间不固

定的系统，需多次测试，自标定时间通常为多次有效测试的最大值。

7.17.1.4合格判据

18

GB/T××××—××××

光纤惯导自标定时间应满足产品规范的要求。

7.17.2自标定精度测试

7.17.2.1测试目的

检查光纤惯导的自标定精度否满足要求。

7.17.2.2测试设备

测试设备通常包括：

a)光纤惯导测试设备；

b)供电电源；

c)速率、位置转台；

d)静基座试验台。

7.17.2.3测试方法

自标定精度测试可采用重复性测试或绝对精度测试，通常包括如下内容：

a)通过工装将光纤惯导安装在速度、位置转台上，光纤惯导敏感轴与速率、位置转台轴向重合

度满足测试要求；

b)设置转台转动位置和速率参数；

c)光纤惯导通电启动，按照标定要求控制转台对光纤惯导进行标定，获得光纤惯导标定参数，

作为基准参数；

d)光纤惯导断电；

e)通过工装将光纤惯导安装在静基座试验台上，连接光纤惯导和测试设备；

f)光纤惯导通电启动，测试设备向光纤惯导发送自标定指令；

g)光