[發明專利]一種基于光纖慣性輔助的MEMS慣組標定方法

有效

• 申請號: 202010863584.0
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN111780787B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 蘆佳振;葉莉莉;鄭鈞璟;韓松來;桂明臻
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務所(普通合伙) 43214
• 代理人: 周曉艷;張勇

本發明提供一種基于光纖慣性輔助的MEMS慣組標定方法，包括以下步驟：第一步、安裝MEMS慣組和已標好的光纖慣組；第二步、預熱光纖慣組和MEMS慣組至穩定；第三步、根據設定路徑采集光纖慣組和MEMS慣組的數據，全過程對器件誤差進行估算；第四步、輸出器件誤差的估算結果即為標定結果。應用本發明的標定方法，效果是：本發明采用光纖慣組和MEMS慣組的組合，可以完成MEMS慣組全參數一次性標定，彌補當前標定方法針對MEMS慣組在無轉臺下標定精度和可實施性方面的不足；本發明利用低成本光纖慣性導航系統代替高精度的轉臺，且無需借助其他輔助裝置，不需要準確的手動轉動，操作更靈活，在滿足標定要求的前提下能大大降低成本。

技術領域

本發明涉及航天航空技術領域，具體涉及一種基于光纖慣性輔助的MEMS慣組標定方法。

背景技術

光纖慣性導航系統由于其體積小、成本低、結構簡單、自主導航的特點，被廣泛應用在軍事、民用等導航、制導與控制系統中。微電子機械系統(MEMS)傳感器具有芯片體積小、重量輕、功耗低、可靠性高的特點，MEMS慣性系統以提供姿態、速度和位置的信息在手機、手表、無人機、武器等的導航應用領域有重要地位。

慣組標定是進行導航應用前的必要步驟，其標定效果直接影響系統的使用精度。

在傳統MEMS標定方法中，常利用高精度轉臺進行標定，這種方法精度高，且能求解系統所有誤差，但其需要成本高，不適用于一般用戶的使用條件。在無轉臺情況下的MEMS標定常借助額外輔助裝置進行手動操作，對手動轉動的精度要求較高，標定的可靠性不高。

現有技術中還有其他標定方法，如下：

申請號為201810181130.8的發明專利公開一種靜態誤差標定系統及方法，所述標定系統包括：三軸加速度傳感器、輔助裝置、水平臺面；先將三軸加速度傳感器放置在水平臺面上，獲得六個位置；然后將三軸加速度傳感器放置在輔助裝置上，輔助裝置放置在水平臺面上，獲得三個位置；獲取三軸加速度傳感器在9個位置處于不同姿態的多組測量數據，根據9組不同測量數據實現全方面標定三軸加速度傳感器的靜態誤差。該方法只能估計得到加速度計9個誤差項，不能標定陀螺儀誤差項，沒有系統全參數估計能力。此外，該操作方法對手動轉動精度要求較高，在標定參數的完備性、標定精度和可靠性等方面均有待提高。

申請號為201811362982.3的發明申請公開一種MEMS陀螺組合標定方法，該發明屬于陀螺標定補償技術，標定刻度系數誤差和非正交誤差，采用順時針和逆時針旋轉用來抵消地球自轉和陀螺零偏，估計陀螺的零偏，確定不同兩個靜態位置MEMS陀螺輸出，建立模型，采用最小二乘擬合出計算出陀螺常值零位。該測試方法針對MEMS陀螺，提出器件級標定方法，僅適用于陀螺儀誤差項估計，此外，該操作方法對手動轉動精度要求較高，在標定參數的完備性、標定精度和可靠性等方面均有待提高。

綜上所述，提出一種具有高精度、全參數估計能力、無轉臺且對手動轉動精度要求不高的MEMS慣組標定方法具有重要意義。

發明內容

本發明目的在于提供一種基于光纖慣性輔助的MEMS慣組標定方法，無需借助轉臺，對手動操作精度要求不高，且能達到全參數標定要求，具體技術方案如下：

一種基于光纖慣性輔助的MEMS慣組標定方法，包括以下步驟：第一步、安裝MEMS慣組和已標定好的光纖慣組；第二步、預熱光纖慣組和MEMS慣組至穩定；第三步、根據設定路徑采集光纖慣組和MEMS慣組的數據，全過程對器件誤差進行估算；第四步、輸出器件誤差的估算結果即為標定結果。

以上技術方案中優選的，所述第一步具體是：將光纖慣組和MEMS慣組通過工裝安裝在一起，鎖緊，連接光纖慣組、MEMS慣組、電源以及采集計算機之間的線纜并檢查正確。