JJF 1675-2017 惯性技术计量术语及定义

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1675—2017

惯性技术计量术语及定义

TerminologyandDefinitionforMeasurementofInertialTechnology

2017-11-20发布2018-02-20实施

国家质量监督检验检疫总局发布

JJF1675—2017

目录

引言

………………………(Ⅱ)

范围

1……………………(1)

通用术语

2………………(1)

惯性仪表及其计量特性

3………………(5)

惯性系统及其计量特性

4………………(7)

惯性计量设备及其计量特性

5…………(9)

惯性计量技术

6…………(12)

中文索引

…………………(15)

英文索引

…………………(20)

Ⅰ

JJF1675—2017

引言

本规范是在参考国内外现有惯性技术计量工作中常用的测试方法标准产品标准

、、

校准规范检定规程等资料的基础上结合国内惯性技术计量工作实际情况行业应用

、,、

的普遍共识以及约定俗成的概念将惯性技术计量术语分为通用术语惯性仪表及其计

,、

量特性惯性系统及其计量特性惯性计量设备及其计量特性和惯性计量技术共个

、、,5

部分

。

本规范所列术语以惯性技术计量技术中常见术语为主并未包含实际应用中可能涉

,

及的全部技术术语

。

本规范为首次发布

。

Ⅱ

JJF1675—2017

惯性技术计量术语及定义

1范围

本规范规定了惯性技术及其计量特性计量技术基本术语及有关的辅助术语及适用

范围

。

本规范适用于一切与惯性技术及其计量特性计量有关的领域

。

2通用术语

惯性

2.1inertia

在无外力作用下物体保持其运动状态含静止的特性

,()。

惯性空间

2.2inertialspace

牛顿运动定律成立的参考系

。

惯性技术

2.3inertialtechnology

惯性仪表惯性稳定惯性导航惯性制导和惯性测量等技术的统称

、、、。

加速度

2.4acceleration

物体运动速度矢量对时间的导数

。

重力加速度

2.5accelerationofgravity

物体做自由落体时的加速度其数值等于当地重力值引起的加速度用表示

。,g。

国际公认以北纬的海平面上的数值2为标准重力加速度

45°9.80665m/s。

非重力加速度

2.6non-gravitationalacceleration

除重力之外的力作用在物体上产生的加速度也叫比力在旋转坐标系中比较常

,。

见比如切向加速度向心加速度科里奥利加速度等

,:、、。

加加速度

2.7jerk

加速度的时间变化率

。

恒加速度

2.8constantacceleration

加加速度为时的物体加速度

0。

线速度

2.9linearvelocity

直线运动物体的位移相对于时间的一次导数单位

。:m/s。

线加速度

2.10linearacceleration

直线运动物体的位移相对于时间的二次导数单位2

。:m/s。

线振动

2.11linearvibration

直线运动物体以某平衡点为中心进行的往复运动

。

角速度

2.12angularvelocity

转动运动物体的角位移相对于时间的一次导数单位

。:rad/s。

1

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角加速度

2.13angularacceleration

转动运动物体的角位移相对于时间的二次导数单位2

。:rad/s。

角振动

2.14angularvibration

转动运动物体绕某一个轴进行的往复运动

。

角冲击

2.15angularshock

转动运动物体绕某一个轴进行的快速瞬变的角运动

。

地球自转角速度

2.16rotationalangularvelocityoftheearth

地球本体绕极轴自西向东旋转的单位时间内绕过的角度地球自转一圈的平均角速

。

度约为-5

7.292×10rad/s。

惯性仪表

2.17inertialinstrument

基于惯性或其他原理用于获取物体在惯性空间中运动姿态速度位置等信息的

,、、

传感器一般指加速度计和陀螺仪

。。

惯性组合

2.18inertialsensorassembly,ISA

多个惯性仪表按特定的相对空间位置和姿态组合而成的装置

。

惯性测量单元

2.19inertialmeasurementunit,IMU

在惯性空间内可自主测量物体三维线运动和角运动的装置

,。

惯性系统

2.20inertialsystem

利用惯性仪表惯性组合测量载体运动的测量系统是惯性测量惯性导航惯性

、,、、

制导惯性参考基准等系统的统称

、。

惯性导航

2.21inertialnavigation

基于惯性系统的导航方式

。

惯性导航系统

2.22inertialnavigationsystem

利用惯性仪表方位基准和初始位置信息来确定运载体的姿态位置速度和加速

、、、

度的自主式导航系统

。

平台式惯性导航系统

2.23platforminertialnavigationsystem

惯性仪表安装在一个稳定平台上以平台坐标系为基准来测量运载体运动参数的惯

,

性导航系统

。

捷联式惯性导航系统

2.24strap-downinertialnavigationsystem

惯性仪表直接安装在运载体上的惯性导航系统

。

组合导航系统

2.25integratednavigationsystem

以惯性导航系统为基础结合卫星导航无线电导航等其他导航方式利用数据融

,、,

合技术综合处理不同导航方式对同一载体的导航信息以期得到更精确的导航效果的

,,

导航方式被称为组合导航系统比如惯性组合导航系统惯性北斗组合导航系

。,-GPS、-

统惯性无线电导航系统等

、-。

惯性校准装置

2.26inertialcalibrationequipment

用于计量评定惯性仪表及系统的设备

。

惯性参考单元

2.27inertialreferenceunit

无需外部参考即可测量载体在三维空间中惯性角运动的惯性系统

。

2

JJF1675—2017

北向

2.28geographicalnorth

根据地球地理定义的一种参考方向

。

子午线指向地球北极的方向为地理北或称真北地球磁力线方向称为磁

“”,“”;“

力北向

”。

铅垂线

2.29plumbbobline

物体重心与地球重心的连线

。

惯性坐标系

2.30inertialcoordinateframe

与惯性空间固联的坐标系该坐标系中牛顿运动定律适用简称惯性系否则称为

,,,

非惯性系在惯性坐标系中如果没有实际的旋转或者非重力加速度激励理想陀螺

“”。,,

仪或者理想加速度计的输出将为

0。

载体坐标系

2.31bodyreferenceframe

原点和方向相对于载体固定的直角坐标系

。

地理坐标系

2.32geographicframe

有时又称真坐标系其原点位于载体重心所在的当地地理位置的表面根据需要

,。,

可分别取东北天北西天和北东地作为地理坐标系的轴向

、。

导航坐标系

2.33navigationframe

导航系统在求解导航参数时所用的坐标系

。

输入轴

2.34inputaxis,IA

惯性仪表的输入轴是其一个理想敏感轴沿该敏感轴方向的输入引起的输出量

,

最大

。

输入基准轴

2.35inputreferenceaxis,IRA

人为规定的惯性仪表的理想输入轴名义上与输入轴平行

,。

失准角

2.36misalignment

一般指的是输入轴失准角即惯性仪表输入轴与输入基准轴之间的夹角

“”,。

输出轴

2.37outputaxis,OA

一个人为规定的测量惯性仪表输出的轴

。

注:对陀螺仪而言,输出轴产生的输出信号是输入角度或角速度的函数;对摆式加速度计而言,

通常指的是固定连接铰接或弯曲的轴。

输出基准轴

2.38outputreferenceaxis,ORA

人为规定的惯性仪表的理想输出轴名义上与输出轴平行

,。

自转轴

2.39spinaxis,SA

陀螺仪转子的旋转轴

。

自转基准轴

2.40spinreferenceaxis,SRA

人为规定的陀螺仪的理想自转轴名义上与自转轴平行与输入基准轴垂直

,,。

摆轴

2.41pendulousaxis,PA

在摆式加速度计中穿过检测质量质心由加速度计输入轴和输出轴根据右手定则

,,

确定的轴

。

摆基准轴

2.42pendulousreferenceaxis,PRA

3

JJF1675—2017

人为规定的摆式加速度计的理想摆轴名义上与摆轴平行

,。

门态

2.43OArotationmountingposition

在重力场翻滚校准中摆基准轴平行于分度装置旋转轴方向的安装状态

,。

在精密离心机校准中输出基准轴平行于重力加速度方向的安装状态

,。

摆态

2.44PArotationmountingposition

在重力场翻滚校准中输出基准轴平行于分度装置旋转轴方向的安装状态

,。

在精密离心机校准中摆基准轴平行于重力加速度方向的安装状态

,。

偏值

2.45bias

在输入为时惯性仪表的输出值

0。

标度因数

2.46scalefactor

惯性仪表输出变化量与输入变化量之比一般指对惯性仪表静态校准输入输出数据

。

进行最小二乘拟合所得直线的斜率

。

启动时间

2.47start-uptime

惯性仪表从上电到输出规定信号的时间单位

。:s。

量程

2.48measuringrange

惯性仪表的有效测量范围

。

稳定性

2.49stability

当惯性仪表或系统持续运行于固定的校准环境下其机械特性或性能参数保持不

,,

变的能力

。

阈值

2.50threshold

最小输入量的最大绝对值由该输入量所产生的输出量至少应等于按名义标度因数

。

所期望的输出的

50%。

静态特性

2.51staticcharacteristics

描述测量系统输入输出静态测量关系的一组性能参数例如重复性非线性

-。,、、

迟滞输入范围输出范围阈值分辨力等

、、、、。

静态模型

2.52staticmodel

描述测量系统输入输出静态测量关系的数学模型例如最小二乘拟合直线最小

。,,

二乘拟合二次曲线

。

动态测量

2.53dynamicmeasurement

量的瞬时值以及它随时间的变化的测量

。

量随时间的变化呈现周期性重复时的动态测量称为稳态测量

1;

量随时间的变化快速而不重复时的动态测量称为瞬态测量

2。

动态特性

2.54dynamiccharacteristics

描述测量系统输入输出动态测量关系的一组参数例如通频带工作频带上

-。,、、

升时间过冲量时间常数响应时间等

、、、。

动态模型

2.55dynamicmodel

描述测量系统输入输出动态测量关系的曲线和数学模型例如频率响应曲线也

-。,

称为频率响应特性包括幅频特性相频特性阶跃响应曲线脉冲响应曲线动态传

,、、,,

4

JJF1675—2017

递函数等

。

位置

2.56position

物体在规定坐标系中的坐标

。

位置精度

2.57positionaccuracy

导航系统确定的运载体位置坐标相对地理位置坐标所能达到的精度

。

地理经度

2.58geodeticlongitude

大地子午面与本初子午面之间的夹角也称大地经度

。。

地理纬度

2.59geographiclatitude

地球子午圈上某点的法线与地球赤道平面之间的夹角

。

高度

2.60altitude

高于地平面的角距离即地平线与天球一点之间垂直圆上的弧或指高于给定基准

,;

平面的垂直距离

。

地速

2.61groundspeed

运载体沿其航迹的速度即相对地球表面运动速度的水平分量

。

姿态

2.62attitude

载体坐标系相对于参考坐标系所确定的载体角状态通常参考坐标系是指地球坐

。

标系

。

姿态角

2.63attitudeangle

描述载体姿态的一组角度包括航向角也称偏航角首向角横滚角和俯仰角

,(、)、。

俯仰角载体坐标系水平轴与水平面的夹角

(pitchangle):。

横滚角载体绕自身纵轴滚转的角度

(rollangle):。

航向角载体前进方向与基准方向的夹角

(yawangle):。

3惯性仪表及其计量特性

惯性仪表

3.1

加速度计

3.1.1accelerometer

测量物体运动加速度的装置用于测量线运动加速度的称为线加速度计用于测量

。,

角运动加速度的称为角加速度计

。

陀螺仪

3.1.2gyroscope,gyro

测量载体在惯性空间中角运动参数的装置

。

加加速度计

3.1.3jerksensor

测量加速度相对于时间的变化速率的装置

。

重力仪

3.1.4gravimeter

测量重力加速度值的一种装置包括两大类

。:

经典绝对重力仪基于牛顿第三定律在高真空条件下通过测量物体在竖直方向自

:,

由落体运动所经历的时间和距离来计算重力值的设备

。

原子干涉绝对重力仪用冷原子干涉技术测量绝对重力值的一种装置

:。

重力梯度仪

3.1.5gravitygradiometer

5

JJF1675—2017

测量两个重力点之间重力差值的一种装置目前主要有旋转重力梯度仪液浮重力

。、

梯度仪旋转加速度重力梯度仪超导重力梯度仪等

、、。

陀螺罗盘

3.1.6gyrocompass

利用陀螺和摆的特性寻找和指示真北向的仪表也叫陀螺罗经

。“”。

陀螺经纬仪

3.1.7gyrotheodolite

利用陀螺罗盘敏感北向基准用于测定直线与北向夹角的一种定向装置

、。

惯性仪表计量特性

3.2

线加速度计的计量特性

3.2.1

二次项系数

second-ordernonlinearitycoefficient

加速度计输出中与基准轴输入值平方相关的变化量与基准轴输入值平方的比值由

。

沿输入轴的加速度变化量引起的称为输入轴二次项系数由沿交叉轴的加速度变化量引

;

起的称为交叉轴二次项系数单位输出量单位2

。:/g。

三次项系数

third-ordernonlinearitycoefficient

加速度计输出中与基准轴输入值三次方相关的变化量与基准轴输入值三次方的比

值由沿输入轴的加速度变化量引起的称为输入轴三次项系数由沿交叉轴的加速度变

。;

化量引起的称为交叉轴三次项系数单位输出量单位3

。:/g。

交叉耦合系数

cross-couplingcoefficient

加速度计的输出中与输入基准轴垂直方向和平行方向作用加速度乘积有关的变化

,

量与输入基准轴垂直方向和平行方向作用加速度乘积的比值单位输出量单位2

。:/g。

启动重复性

on-offrepeatability

在相同状态下加速度计多次通断电引起的输出的不确定性

,。

振动整流误差

vibrationrectificationerror

由零均值振动信号引起的线加速度计输出信号的时域平均值

。

幅值线性度

amplitudelinearity

表征线加速度计在正弦输入激励下输出信号中同频正弦信号分量幅度随输入信号

,

幅度的改变而变化所呈现的非线性特性

。

加速度计横向灵敏度

transversesensitivityofaccelerometer

加速度计对垂直于其名义敏感轴平面内加速度的敏感程度

。

陀螺仪的计量特性

3.2.2

交叉耦合误差

cross-couplingerrors

由陀螺仪参考输入轴垂直平面内的输入量引起的输出干扰

。

随机游走系数

randomwalkcoefficient

表征陀螺仪输出角度中随机噪声大小的指标

。

漂移速率

driftrate

陀螺仪输出中与理想输入无关的分量包括随机漂移速率和系统漂移速率通常表

,。

示为一个角速率

。

随机漂移速率

randomdriftrate

6

JJF1675—2017

漂移速率的随机时变分量

。

系统漂移速率

systematicdriftrate

漂移速率中有规律变化的分量包括加速度一次项漂移速率加速度二次项漂移速

,、

率和非加速度漂移速率等

。

加速度一次项漂移速率

acceleration-sensitivedriftrate

与线加速度分量的一次项相关的漂移速率单位g2

。:(°)/(h·)。

加速度二次项漂移速率

acceleration-squared-sensitivedriftrate

与线加速度分量的平方或者两个线性加速度分量的乘积有关的漂移速率单位

。:

g2

(°)/(h·)

非加速度漂移速率

acceleration-insensitivedriftrate

与加速度无关的环境敏感漂移速率分量包括温度磁场以及其他外部影响

,、。

输出轴角加速度漂移速率

output-axis-angular-accelerationdriftrate

陀螺仪漂移速率中与输出轴角加速度成比例的分量

。

正交加速度漂移速率

0quadrature-accelerationdriftrate

因输入加速度作用陀螺仪中与该加速度方向和转轴同时正交的轴产生的漂移速率

,

分量

。

自转轴输入轴整流漂移速率

1-spin-input-rectificationdriftrate

因自转参考轴和输入参考轴两个方向的相干振动引起的陀螺仪漂移速率

。

自转轴输出轴整流漂移速率

2-spin-output-rectificationdriftrate

因自转参考轴和输出参考轴两个方向的相干振动引起的陀螺仪漂移速率

。

4惯性系统及