【摘要】 一种外场快速标定微型多传感器组合导航系统的方法，该方法的微型多传感器组合导航系统包含二维倾角传感器、微型磁罗盘、3个硅MEMS陀螺仪以及3个硅MEMS加速度计。为提高微型多传感器组合导航系统的使用精度，本发明提出使用之前对其进行即时外场快速标定。其中二维倾角传感器提供标定水平基准，微型磁罗盘提供标定方位基准，6个陀螺仪和加速度计测量角速度和加速度输出，经数据后处理标定出微型多传感器组合导航系统7项核心误差系数。本发明方法简便有效，克服了微型多传感器组合导航系统每次开机重复性差的缺点，直接提高每次使用精度，也避免了传统标定方法必须依赖专门的高精度实验室设备而带来的不便之处。 【专利类型】发明授权 【申请人】北京航空航天大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】100083 北京市海淀区学院路37号 【申请人地区】中国 【申请人城市】北京市 【申请人区县】海淀区 【申请号】CN200810102766.5 【申请日】2008-03-26 【申请年份】2008 【公开公告号】CN101246024B 【公开公告日】2010-09-01 【公开公告年份】2010 【授权公告号】CN101246024B 【授权公告日】2010-09-01 【授权公告年份】2010.0 【IPC分类号】G01C25/00; G01C23/00 【发明人】盛蔚; 房建成; 谭丽伟; 曹娟娟; 张霄; 陶冶 【主权项内容】一种外场快速标定微型多传感器组合导航系统的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)采用正交安装的3个硅MEMS陀螺仪、3个硅MEMS加速度计构成惯性测量模块，再与二维倾角传感器、微型磁罗盘共同组成微型多传感器组合导航系统；(2)微型多传感器组合导航系统开机预热后检测二维倾角传感器的输出，当其测量数据均稳定在二维倾角传感器给定的误差范围内时，认为微型多传感器组合导航系统达到静止水平状态，开始标定；(3)惯性测量模块静态翻转六位置，位置1测量轴X指向上，位置2与位置1上下对称；位置3测量轴Y指向上，位置4与位置3上下对称；位置5测量轴Z指向上，位置6与位置5上下对称，二维倾角传感器和微型磁罗盘不翻转，每个位置静止保持1分钟，采集所有陀螺仪和加速度计的输出；(4)将惯性测量模块恢复位置1，首先静止状态采集1分钟数据；在不断电情况下，将惯性测量装置绕X轴旋转任意角度，旋转的水平度由二维倾角传感器保证，微型磁罗盘指示任意旋转角度的具体数值；旋转后再次保持静止水平，采集1分钟数据；分别在位置3、5绕Y、Z轴完成位置1同样操作，记录旋转前、中、后的数据；(5)由3、4、5、6位置X轴输出数据的线性组合求得X轴加速度计零偏；由1、2、5、6位置Y轴输出数据的线性组合求得Y轴加速度计零偏；由1、2、3、4位置Z轴输出数据的线性组合求得Z轴加速度计零偏；由1和2位置X轴数据、3和4位置Y轴数据、5和6位置Z轴数据对消可得X、Y、Z轴加速度计标度因数；由i轴向上和向下两个位置的j和k轴加速度计输出可得加速度计耦合误差系数Fij、Fik，i，j，k＝x，y，z；陀螺仪零偏由六位置陀螺仪输出的平均和可得；陀螺仪标度因数、角速度耦合误差系数需利用旋转标定数据，将旋转过程陀螺仪输出数据与静态陀螺仪输出数据的差表示为旋转角度、旋转时间、陀螺仪标度因数、角速度耦合误差系数的线性函数，先求出各个陀螺仪标度因数，随后即可求得角速度耦合误差系数；最后利用上述已求得的陀螺仪标度因数和角速度耦合误差系数，消除地球自转角速度的影响，i轴陀螺仪向上向下两个位置的输出数据对消即可得到陀螺仪与g有关项误差系数[Dxi Dyi Dzi]T，i＝x，y，z；(6)利用标定模型和(5)中所述误差系数，补偿陀螺仪和加速度计的直接测量值，微型多传感器组合导航系统进入正常工作状态。 【当前权利人】北京航空航天大学 【当前专利权人地址】北京市海淀区学院路37号 【统一社会信用代码】12100000400011227Y 【引证次数】6.0 【被引证次数】3 【自引次数】3.0 【他引次数】3.0 【被他引次数】3.0 【家族引证次数】6.0 【家族被引证次数】31
