[發明專利]一種MEMS慣性測量組合

有效

• 申請號: 202010024419.6
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111121773B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 惠敬;譚旭;王敏;江亭薇
• 申請（專利權）人: 陜西華燕航空儀表有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01S19/46
• 代理公司: 西安泛想力專利代理事務所(普通合伙) 61260
• 代理人: 石琳丹

1.一種MEMS慣性測量組合，其特征在于：包括MEMS慣性組件和電路板組件以及結構組件，所述MEMS慣性組件包括三軸MEMS陀螺儀和三軸MEMS加速度計，所述電路板組件包括電源板、數據采集及解算模塊和通訊控制模塊，其中數據采集及解算模塊獲取來自MEMS慣性組件的角速度信息和加速度信息，并參考通訊控制模塊獲取來自衛星導航接收機的GPS數據進行組合導航計算，不斷修正慣性導航誤差；

所述數據采集及解算模塊存儲的第一部分程序指令在加載時執行以下步驟實現傳遞對準功能：

1)建立主慣導誤差模型，引入速度誤差和姿態誤差(i＝E,N,U)計算公式；

2)建立MEMS慣性測量組合誤差模型，引入MEMS慣性測量組合姿態矩陣

式中，I為單位陣；矩陣E中φ為步驟1)中解算得到的姿態誤差角；

3)建立傳遞對MEMS慣性測量組合卡爾曼濾波模型：

式中，

式中，w＝[(w_eb)^T?(w_db)^T?(0_3×1)^T?(0_3×1)^T?(0_3×1)^T?(0_3×1)^T?(w_thetak)^T]^T

其中，φ為步驟1)中得到的姿態誤差角；

δvⁿ為步驟1)中得到的速度誤差；

ε^b為MEMS慣性測量組合陀螺儀零偏誤差；

為MEMS慣性測量組合加速度計零偏誤差；

(mub)^T為MEMS慣性測量組合與主慣導之間的固定安裝角偏差；

(thetak)^T為撓曲變形引起的彈體坐標系相對于原機體坐標系沿機體軸方向的變形角；

(omegak)^T為撓曲變形角速度；

w_eb為陀螺儀漂移白噪聲誤差分量；

w_db為加速度計白噪聲誤差分量；單位

w_thetak為撓曲變形過程白噪聲誤差分量；

4)確定傳遞對準中的匹配量；采用“速度+姿態”匹配方法，該匹配方法的量測由速度量測量z_ν和姿態量測量z_φ組成，為步驟3)增加解算關系式；“速度+姿態”匹配的量測方程為：

式中：

H_ν＝[0_3×3?I_3×3?0_3×3?0_3×3?0_3×3?0_3×3?0_3×3]；

ν_φ、ν_ν為對應的測量噪聲，矩陣H_φ中為步驟2)中得到的MEMS慣性測量組合姿態矩陣，矩陣H_ν中I_3×3為單位陣；

5)進行傳遞對準卡爾曼濾波，通過如下卡爾曼濾波解算，最終實現傳遞對準功能；

式中：

分別為步驟3)中x_k、y_k的導數。