基于微機(jī)械加速度計(jì)的無(wú)陀螺捷聯(lián)慣性技術(shù)研究.pdf

1、微慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（MINS）是由MEMS陀螺和加速度計(jì)構(gòu)成的導(dǎo)航系統(tǒng)，然而由于MEMS陀螺的漂移較大，并且陀螺的抗沖擊能力差，導(dǎo)致由其構(gòu)成的MINS精度比較低，無(wú)法單獨(dú)使用。而與MEMS陀螺相比較，MEMS加速度計(jì)的精度相對(duì)較高，并且成本相對(duì)較低、穩(wěn)定性好、使用時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)、功耗小等特點(diǎn)，因此本文采用由MEMS加速度計(jì)來(lái)構(gòu)成的無(wú)陀螺微慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的慣性測(cè)量單元。
　　本課題是基于微機(jī)械加速度計(jì)的無(wú)陀螺捷聯(lián)慣性技術(shù)研究，并驗(yàn)證其是否可

2、行，用微機(jī)械加速度計(jì)來(lái)構(gòu)成無(wú)陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，通過基于DSP+FPGA的硬件平臺(tái)采集6路安放在載體非質(zhì)心處的高精度MEMS加速度計(jì)信息，以代替陀螺來(lái)測(cè)量載體角運(yùn)動(dòng)信息，最終經(jīng)過DSP進(jìn)行解算來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的導(dǎo)航定位定姿。
　　本文首先介紹無(wú)陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)的理論基礎(chǔ)，通過和有陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的工作方式進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)無(wú)陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的工作原理和有陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理是相類似的。其次對(duì)六個(gè)微機(jī)械加速度計(jì)在載體上的固定方式進(jìn)行

3、設(shè)計(jì)，根據(jù)載體非質(zhì)心處的比力信息可求得載體的質(zhì)心處的比力和繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)角加速度，進(jìn)而解算出由載體質(zhì)心對(duì)地線加速度和載體繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，采用FPGA來(lái)完成6路MEMS加速度信號(hào)的采集，并對(duì)FPGA的外圍電路進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì)。并且根據(jù)本文的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)了標(biāo)定方案，對(duì)安裝在載體非質(zhì)心處的六個(gè)微機(jī)械加速度計(jì)進(jìn)行誤差標(biāo)定，以及設(shè)計(jì)了角速度解算方法，最后通過導(dǎo)航解算得到載體的姿態(tài)，導(dǎo)航解算由DSP完成。其次設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總體方案并對(duì)主要器件進(jìn)行選型