針對MEMS的慣性導(dǎo)航初始對準(zhǔn)技術(shù)研究.pdf

1、微機(jī)電捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（MEMS-SINS）是集微機(jī)械、微電子、半導(dǎo)體、捷聯(lián)慣性導(dǎo)航等先進(jìn)技術(shù)于一身的系統(tǒng)，具有應(yīng)用廣、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小等特點(diǎn)，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。捷?lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)的關(guān)鍵之一是初始對準(zhǔn)技術(shù)。本文立足于理論算法分析和實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用，針對MEMS慣性器件條件下的初始對準(zhǔn)技術(shù)展開研究。
　　本文首先研究了捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理以及系統(tǒng)誤差傳播方程，以及所使用的MEMS慣性器件的工作原理及性能，然后進(jìn)行了

2、真實(shí)數(shù)據(jù)下的仿真實(shí)驗(yàn)，觀察了采用MEMS器件完成自對準(zhǔn)、姿態(tài)解算的特點(diǎn)以及誤差傳播特性，得出結(jié)論：自對準(zhǔn)航向誤差大，姿態(tài)解算誤差積累較快，系統(tǒng)誤差數(shù)值大積累快，無法單獨(dú)完成長時(shí)導(dǎo)航任務(wù)。針對MEMS陀螺不能準(zhǔn)確敏感地球角速率、噪聲復(fù)雜這一特點(diǎn)，研究了采用磁強(qiáng)計(jì)信息輔助MEMS-IMU完成對準(zhǔn)的算法。在MEMS粗對準(zhǔn)的部分，重點(diǎn)研究了磁強(qiáng)計(jì)和加速度計(jì)組合的算法，研究了三種不同的粗對準(zhǔn)方案，用新的方法推導(dǎo)了三種方案的理論誤差，通過仿真測試和

3、算法分析比較了不同方案的精度以及計(jì)算量，選擇出最佳方案作為實(shí)際系統(tǒng)的方案。在MEMS精對準(zhǔn)研究部分，首先給出了傳統(tǒng)無輔助的方法，接著研究了一種航向誤差輔助對準(zhǔn)的方法，將磁強(qiáng)計(jì)得到的航向與精對準(zhǔn)姿態(tài)矩陣得到的航向做差，將其擴(kuò)維到系統(tǒng)方程中進(jìn)行對準(zhǔn)，本文提出了一種磁場導(dǎo)航系誤差輔助對準(zhǔn)的方法，將磁強(qiáng)計(jì)測量的磁場信息在計(jì)算導(dǎo)航系的投影和當(dāng)?shù)卮艌鲂畔⒃趯?dǎo)航系的投影做差，將其擴(kuò)維到系統(tǒng)方程中進(jìn)行對準(zhǔn)。仿真實(shí)驗(yàn)表明，兩種磁強(qiáng)計(jì)輔助的方法都有不錯(cuò)的收