基于地磁低成本mems惯性器件复合姿态测量方法研究

《基于地磁低成本mems惯性器件复合姿态测量方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：TN967．2UDC：62l密级：编号：工学硕士学位论文基于地磁／低成本MEMS惯性器件复合姿态测量方法研究硕士研究生：指导教师：学科、专业：李会王磊机械电子工程沈阳理工大学2014年3月10日分类号：TN967．2UDC：621IUIIIIillllIllUlIIIIIIIIIIIIIIHlY2553940密级：编号：工学硕士学位论文基于地磁／'lff；成本MEMS惯性器件复合姿态测量方法研究硕士研究生：指导教师：学位级别：学科、专业：所在单位：论文提交日期：论文答辩日期：学位授予单位：李会王磊副教授工学硕士机械电子工程沈

2、阳理工大学2013年12月15日2014年3月8日沈阳理工大学ClassificationIndex：TN967．2U．D．C：621AThesisfortheMasterDegreeofEngineeringResearchofCompositeAttitudeMeasurementMethodsBasedonMagnetic／LowCostMEMSInertialDeviceCandidate：LiHuiSupervisor：AssociateProfessorWrangLeiAcademicDegreeAppliedfor：M

3、asterdegreeofengineeringSpeciality：MechanicalandElectronicEngineeringDateofSubmission：Decemberl5．2013DateofExamination：March8，2014University：ShenyangLigongUniversity沈阳理工大学硕士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

4、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，均己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)．蒌拿日期：枷髟年专月r；日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解沈阳理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：沈阳理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)产

5、始糍煮鏊。卢日期：‘㈦。2l么指导教师签名：寥彳墓13翔：跏降)．1>沈阳理工大学硕士学位论文摘要近年来惯性导航系统由于其特有的优点，如精度高、成本低、自主性好等，在航空航天、武器装备以及汽车、通讯等诸多领域内得到了广泛应用。但是由于惯导系统使用的MEMS惯性器件测量精度较低，而且惯导在解算过程中导航精度误差会随时间积累，难以长时问持续工作。地球磁场存在于整个地表及近地空间，是一个具有大小和方向的矢量场，并且具有一定的稳定性和规律性，可以发挥导航作用。本文对基于地磁／低成本MEMS惯性器件复合姿态测量方法进行了研究。首先对地磁探测和

6、惯导系统的地磁传感器和惯性器件的类型和选择进行了介绍，对其误差机理进行了分析，建立了误差模型，并对误差系数进行求解，通过实验方法对补偿结果进行检验，实验结果证明了补偿方法的可行性。其次，编写了数据采集界面，该界面方便友好，可同时采集地磁传感器和惯性器件的数字量和模拟量。对地磁场理论以及地磁场要素进行了介绍，建立了用于飞行体姿态测量的各个坐标系，对基于地磁理论的姿态测量方法进行了推导。在三维姿态下，无法用地磁要素完全确定载体的三个姿态角度。文章对基于地磁要素的姿态辨识方法和新型定姿方法进行了半实物仿真实验研究。再次，对捷联惯导理论和姿

7、态矩阵的四元数更新算法进行了介绍和分析，对地磁传感器和加速度计以及地磁传感器和陀螺的复合测姿方法进行了研究，前者利用加速度计敏感重力加速度的方法对载体俯仰和滚转进行解算，后者通过四元数方法和四阶龙格库塔法求解四元数微分方程，进而求解姿态更新矩阵。最后针对论文姿态辨识方法进行了对应的转台与车载实验研究，实验精度能够达到20，证明了方法的正确性和可行性。关键词：地磁探测；MEMS；标定；四元数；复合测姿；沈阳理工大学硕士学位论文AbstractInrecentyears，theINSnavigationhasbeenwidelyused

8、infieldssuchasaviation，weaponequip，carsandcommunications，becausetheINSnavigationhasalotofadvantages，forinstance，thehi