微型惯性测量组合标定技术

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1、!""#$%%%&%%’(清华大学学报-自然科学版.*%%$年第($卷第>期C,+()#$$&***+,#/012345678329-":2;0<:5.=*%%$=?@AB($=#@B>*$&*(=*>微型惯性测量组合标定技术任大海=顾启泰=毛刚=尤政=刘学斌-清华大学精密仪器与机械学系=北京$%%%>(.摘要D对微型惯性测量组合!"#"$%的系统标定技术进目前=微型陀螺及微型加速度计等微型惯性测行了研究&利用加速度计的静态输出&得出了初始安装角误量元件也得到了巨大发展:$=*;H由微加速度计和微差’零位偏差及

2、标度因子的计算方法&详细介绍了各参数的陀螺仪构成的微型惯性测量组合/!/8-)2:+@测量原理及计算公式(从实际应用的角度出发&对加速度计23<+(27A)<716+<)<3(632(.具有体积小<重量轻<寿零偏的实时计算方法’基座初始水平偏差的影响及横向灵敏命长<可靠性高<成本低和适应环境能力强等优点=度的影响进行了分析&得出了相应的数学模型及修正算法(在姿态测控<武器制导和其它军事及民用领域具有在此基础上进行了一定距离姿态及位置测量试验&给出了试广阔的应用前景H开展/!/8的研究工作具有十分验结果(试验结果

3、表明&位置测量精度可提高到)*+,-.初重要的意义:+;始位置实时标定可得到与单独标定及预调整近似的结果(H作为一个整体=/!/8在使用前必须进行标关键词D微型惯性测量组合!"#"$%.标定.转换矩阵.误定=以确定各惯性器件的初始零位及安装误差等参差补偿.捷联惯导数H本文针对加速度计=首先对安装角误差的影响进中图分类号D?*(FB+行分析=得到零偏的实时计算方法H以此为基础=对文章编号D$%%%&%%’(-*%%$.%>&%%*$&%(文献标识码DI初始水平偏差的修正及惯性器件横向灵敏度的影响进行研究=并在一定

4、距离姿态及位置测量试验中得JKLMNOKPMQRPSTURMVWSXYQOZMTOQ到了验证HMRSOPMKLZSKXWOSZSRPWRMPX"xvx

5、的组成[]^_‘_a=bcdae_a=fghb_ij=采用微机械陀螺及加速度计进行组合=构成khcl‘mij=nocpqmrai/!/8=如图$所示H它由+个微陀螺和+个微加-sStKOPZSRPQYuOSTMXMQRvRXPOWZSRPXKRwxSTUKRQLQyz={XMRyUWK

6、RM}SOXMPz=~SM!MRy"###$%=JUMRK.速度计组成=分

7、别安装在正方体的+个正交面上=其敏感轴相互垂直=分别测量沿此+个方向的加速度&NXPOKTPD"’1(<):7A2*+7(2@3(<:532,6<17+<-21:611<-.@+)2:+@23<+(27A)<716+<)<3(632(1-/!/8.B05<1(7(2:@6(06(1@.(5<及角速度H=是微陀螺仪输出=A为>==?==@>=A?=A@7::

8、AA7(2@3734A<1=2<+@*27173-1:7A<.7:(@+B05<)<716+2340+23:20A<173-:7A:6A7(2@3.@+)6A7<7+<23(+@-6:<-23-<(72AB3<7A&(2)<:7A:6A7(2@37A)<(5@-17+<0+<1<3(<-.@+2<+@*271=(5<23.A6<3:<@.(5<5@+22@3(7A-<.A<:(2@3@.(5<*71<73-(5<23.A6<3:<@.(5<(+7319<+1<1<312(292(’B450<+2)<3(7A-2

9、1(73:<)<716+<)<3(1@.7((2(6-<73-0@12(2@315@1<-(57((5<0@12(2@3)<716+<)<3(7::6+7:’:73*<2)0+@9<-*’)@+<(573+.@A-12(5(5<231(7AA7(2@3734A<<++@+:@++<:(2@3B05<7::6+7:’:737A1@*<2)0+@9<-(@$6*:)12(5(5<(+7319<+1<1<312(292(’<++@+:@)0<317(2@3BI.(<+(5<+<7A&(2)<:7A:6A7(2@3.@

10、+(5<2<+@*27173-图"xvx

11、测头示意图(5<5@+22@3(7A-<.A<:(2@3@.(5<*71<=(5<)<716+<)<3(7::6+7:’2112)2A7+(@(5<+<16A(112(50+<&:7A2*+7(2@3@.(5<2<+@*27173-0+<&7-761()<3(@.(5<*71