基于微惯性导航系统的mems陀螺误差补偿方法的研究

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1、哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于

2、哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字)：导师(签字)：日期：年月日年月日基于

3、微惯性导航系统的MEMS陀螺误差补偿方法研究摘要微惯性导航系统是由惯性器件（微硅陀螺、微硅加速度计）、计算机等部件组成，它具有自主性、隐蔽性好的优点，可以提供多种导航参数。但是随着时间的积累，它的误差却愈来愈大。它的误差主要分为系统级误差和惯性器件级误差，前者可通过一定的方法进行补偿；而微惯性器件易受影响，其精度偏低，严重影响导航的结果，是惯导系统误差的主要来源，因此对微惯性器件进行误差补偿具有重要的意义。本文主要对MEMS陀螺的误差进行分析、建模，结合实际的应用环境采用有效的方法对误差建模与补偿

4、，对减小惯导系统误差、提高定位精度具有重要作用。MEMS（MicroElectroMechanicalSystems,简称MEMS）陀螺与传统陀螺相比具有体积小、重量轻、易集成化等优点，在武器导航、车载导航等军用和民用领域有广泛的应用前景。但是由于其精度易受工作环境及制造工艺等影响，极大地限制了MEMS陀螺仪的广泛应用，所以对于MEMS惯性器件的研究已成为各国研究的重点项目。本论文主要对MEMS陀螺进行误差分析及补偿研究，使微机械陀螺在高精度导航系统中的广泛应用成为可能。本文首先对惯性导航系统进行

5、了简单介绍，并以捷联惯性导航系统为研究对象深入研究了惯导系统的原理、组成及误差来源。其次对惯导系统的重要部件陀螺仪进行研究，在了解微机械陀螺的组成结构及工作原理的基础上，详细研究了MEMS陀螺仪的误差特性。MEMS陀螺仪的误差主要包括由零位误差、安装误差等构成的确定性误差和随机误差两部分，确定性误差可以由实验方法进行补偿；随机误差随时间而逐渐增加，并且无规律可循，很难建立准确的数学模型来描述，因此随机误差是影响MEMS陀螺精度的主要原因。本文从MEMS陀螺仪采样数据特点出发，采用小波分析对陀螺仪的

6、输出数据分析与处理，并将小波神经网络（WaveletNeuralNetwork，WNN）非线性建模的方法应用于MEMS陀螺随机误差建模中，仿真结果表明了WNN建模方法可以很好的对微机械陀螺的随机误差建模与补偿，减小随机误差对MEMS陀螺仪精度的影响。基于上述研究，本文简单研究了基于MEMS的微惯性导航系统，利用本文提出的方法对所选用的MEMS陀螺仪进行随机误差建模与补偿，并将其引入到惯导系统误差补偿中。实验表明采用小波神经网络的建模方法，在提高MEMS陀螺使用性能方面，具有很好的应用价值。关键词：

7、微惯性导航系统；MEMS陀螺；随机误差；小波网络；小波分析哈尔滨工程大学硕士学位论文基于微惯性导航系统的MEMS陀螺误差补偿方法研究ABSTRACTMicroinertialnavigationsystemismadeupofinertialdevice(microsilicongyroscope,microsiliconaccelerometer),computerandsoon,ithasmanyadvantages,suchasgoodautonomy,goodconcealmentandc

8、anprovideavarietyofnavigationparameters.Butwiththeaccumulationoftime,itserrorwasbecomingmoreandbigger.Theerrorisdividedintothesystem-levelerrorandtheinertialdevice-levelerror,theformercanbecompensatedbyacertainmethod;Howeverthemicroinertialdev