[發(fā)明專利]一種傳感器斜置的慣性測量組件結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110266814.6
• 申請日: 2011-09-01
• 公開（公告）號: CN102322860A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設計）人: 陳江良;陳璞
• 申請（專利權）人: 中國航空工業(yè)第六一八研究所
• 主分類號: G01C21/18
• 分類號: G01C21/18
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 李建英

1.一種傳感器斜置的慣性測量組件結構，其特征在于，慣性測量組件結構包括一個六棱臺體的支架，三個陀螺和三個加速度計，將三個陀螺和三個加速度計等角度對稱的斜置安裝在慣性測量組件的支架上，將三個陀螺測量到的角速度通過一個轉換矩陣?轉換到慣導系統(tǒng)的坐標系下；同理，將三個加速度計測量到的加速度通過另外一個轉換矩陣?轉換到慣導系統(tǒng)的坐標系下；其中，?為陀螺坐標系到慣導坐標系的轉換矩陣，?加速度計坐標系到慣導坐標系的轉換矩陣，實現(xiàn)對載體的角速度和加速度的測量；

(1)支架的結構

支架的安裝面為支架的底面，支架安裝面的法線與載體的最大動態(tài)輸入軸平行或重合，三個陀螺安裝面和三個加速度計安裝面分別繞支架安裝面的法線成軸對稱圓周均布，陀螺安裝面的法線與支架安裝面的法線之間的夾角為α，加速度計安裝面的法線與支架安裝面的法線之間的夾角為θ；

(2)陀螺安裝面的結構

陀螺安裝面的法線與安裝在其安裝面上的陀螺敏感軸重合，三個陀螺安裝面的法線和載體的最大動態(tài)輸入軸Z_b之間的夾角也均為α；慣導系統(tǒng)的坐標系的X、Y、Z軸分別為OX_b、OY_b、OZ_b；X、Y、Z陀螺的敏感軸分別為OX_g、OY_g、OZ_g；其中OY_g在支架底面的投影為OA，OA和OY_b共線；OX_g在支架底面的投影為OB，OB和OX_b之間的夾角為γ；X、Y、Z陀螺的敏感軸之間的夾角相等，定義任意兩者之間的夾角為β；

(2)加速度計安裝面的結構

加速度計安裝面的法線與安裝在其安裝面上的加速度計敏感軸重合，三個加速度計安裝面的法線和載體的最大動態(tài)輸入軸Z_b之間的夾角也均為θ；X、Y、Z加速度計的敏感軸分別為OX_a、OY_a、OZ_a；其中OX_a在支架底面的投影為OC；OC和OX_b之間的夾角為ψ；X、Y、Z加速度計的敏感軸之間的夾角相等，定義任意兩者之間的夾角為φ；

(3)角速度轉換矩陣?

將三個陀螺測量的角速度帶入公式則三個陀螺測量的角速度就轉換成慣導系統(tǒng)坐標系下的角速度二者之間的轉換關系為：

其中：ω_gx、ω_gy、ω_gz分別為X、Y、Z軸陀螺測量到的角速度；ω_bx、ω_by、ω_bz分別為慣導坐標系下等效的X、Y、Z軸的角速度；?為陀螺坐標系到慣導坐標系3×3的轉換矩陣，計算公式為：

(4)加速度轉換矩陣?

將三個加速度計測量的加速度帶入公式則三個加速度計測量的加速度就轉換成慣導系統(tǒng)坐標系下的加速度二者之間的轉換關系為：

其中：f_ax、f_ay、f_az分別為X、Y、Z軸加速度計測量到的加速度；f_bx、f_by、f_bz分別為慣導坐標系下等效的X、Y、Z軸的加速度；?為加速度計坐標系到慣導坐標系3×3的轉換矩陣，計算公式為：

。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種傳感器斜置的慣性測量組件結構，其特征在于，所述的陀螺安裝面的法線和載體的最大動態(tài)輸入軸Z_b之間的夾角α范圍為30°～70°。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種傳感器斜置的慣性測量組件結構，其特征在于，?所述的加速度計安裝面的法線與支架安裝面的法線之間的夾角θ范圍為30°～70°。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種傳感器斜置的慣性測量組件結構，其特征在于，所述的六棱臺體的支架為中空或鏤空結構，鏤空部分的空間用于安裝電路板或者接插件。?