一種基于加表耦合的mems陀螺漂移誤差的補償方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于加表耦合的MEMS陀螺漂移誤差的補償方法，包括下述步驟：(1)根據(jù)加表實時測得的載體加速度信息獲得陀螺漂移誤差量Δω(t)；(2)建立誤差調(diào)節(jié)模型ωC(t)＝ΔωP+ΔωI；根據(jù)公式ΔωP＝KP*Δω(t)和ΔωI＝ΔωI+KI*dt*Δω(t)以及所述陀螺漂移誤差量Δω(t)獲得第一誤差調(diào)節(jié)控制量ΔωP和第二誤差調(diào)節(jié)控制量ΔωI；將第一誤差調(diào)節(jié)控制量ΔωP和第二誤差調(diào)節(jié)控制量ΔωI代入誤差調(diào)節(jié)模型中獲得陀螺漂移誤差補償量ωC(t)；(3)根據(jù)所述陀螺漂移誤差補償量對陀螺數(shù)據(jù)進行誤差補償并獲得補償后的陀螺信息。本發(fā)明解決了由MEMS陀螺精度低、累積漂移誤差大所導致的姿態(tài)解算精度較低，不能滿足工程化應用的問題；可以抑制MEMS陀螺漂移，提高姿態(tài)解算精度；具有較高的工程化應用價值和推廣價值。
【專利說明】一種基于加表耦合的MEMS陀螺漂移誤差的補償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于慣性導航【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種基于加表耦合的MEMS陀螺漂 移誤差的補償方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在慣性導航系統(tǒng)中，陀螺和加速度計（加表）的信息的處理直接關(guān)系到載體姿態(tài) 的解算精度，而姿態(tài)是反映載體運動的一個重要參數(shù)，其精度對載體的速度、位置計算、識 別跟蹤、運動軌跡、性能分析等有重要影響。通常姿態(tài)解算是根據(jù)陀螺的數(shù)據(jù)和載體的速 度、位置信息實時計算載體姿態(tài)矩陣，實現(xiàn)導航坐標系對地理坐標系的實時跟隨以及載體 姿態(tài)的解算。但是由于陀螺和加速度計的精度有限，并且隨著時間的增加漂移誤差會不斷 的積累增大，尤其是低成本的MEMS陀螺漂移誤差更大，使系統(tǒng)的姿態(tài)解算精度越來越低， 不能夠滿足工程技術(shù)要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于加表耦合的MEMS陀螺漂 移誤差的補償方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中由于MEMS陀螺精度低、漂移誤差大導致姿態(tài)解算 精度較低的技術(shù)問題。
[0004] 本發(fā)明提供的基于加表耦合的MEMS陀螺漂移誤差的補償方法，包括下述步驟：
[0005] (1)根據(jù)加表實時測得的載體加速度信息獲得陀螺漂移誤差量Λ ω (t);
[0006] (2)建立誤差調(diào)節(jié)模型
【權(quán)利要求】
1. 一種基于加表耦合的MEMS陀螺漂移誤差的補償方法，其特征在于，包括下述步驟： (1)根據(jù)加表實時測得的載體加速度信息獲得陀螺漂移誤差量△ ω (t); ⑵建立誤差調(diào)節(jié)模型c〇c(t) = Λ ωρ+Λ ωι ; 根據(jù)公式Δ ωρ = ΚΡ*Δ ω (t)和Δ c〇i = Δ ω (t)以及所述陀螺漂移誤 差量Λ ω (t)獲得第一誤差調(diào)節(jié)控制量Λ ωρ和第二誤差調(diào)節(jié)控制量Λ ωι ; 將所述第一誤差調(diào)節(jié)控制量△ ωρ和第二誤差調(diào)節(jié)控制量△ ωι代入所述誤差調(diào)節(jié)模 型中獲得陀螺漂移誤差補償量《dt);其中，Kpl分別為第一、二誤差調(diào)節(jié)系數(shù)；dt為采樣 周期；Λ ω (t)為陀螺漂移誤差量；〇^(t)為陀螺漂移誤差補償量； (3)根據(jù)所述陀螺漂移誤差補償量對陀螺數(shù)據(jù)進行誤差補償并獲得補償后的陀螺信 息。
2. 如權(quán)利要求1所述的補償方法，其特征在于，步驟⑴具體包括： (1. 1)選擇東北天地理坐標系作為導航坐標系并獲得載體加速度信息
;其中ax ay az分別為東北天地理坐標系下載體在X軸、Y軸、Z軸的
加速度； (1. 2)根據(jù)公式 獲得所述載體的三維加速度的模值； (1. 3)根據(jù)所述模值和公式
If所述載體的三維加速度信息轉(zhuǎn)換為單位向 量； (1.4)獲得東北天地理坐標系下所述載體加速度信息中三個方向的重力投影
(1. 5)根據(jù)公式..
將重力在東北天地理坐標系下的投影轉(zhuǎn)換為載體坐標系 下的重力投影；其中，為初始化得到的姿態(tài)矩陣；g為當?shù)刂亓铀俣龋? (1.6)將步驟（1.3)中的單位向量與步驟（1.5)中的重力投影進行叉乘后，獲得陀螺 漂移誤差量
為根據(jù)加速度計求取的陀螺漂移誤差量；
為單位化后的載體加速度參考量；
為重力加速度在載體坐標系下的投影。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的補償方法，其特征在于，步驟（3)具體包括： (3.1) 在載體坐標系下獲得陀螺信息（〇聊。(1：) = |>!￡〇^(〇2]'其中（〇!￡〇^(〇2分 別為三個陀螺的輸出信息； (3.2) 建立陀螺漂移誤差調(diào)節(jié)模型ω (t) = c〇gyM(t) + c〇c(t);其中ω (t)為陀螺補償 以后的輸出；ω，α)為陀螺補償前的輸出；codt)為陀螺漂移誤差補償量； (3. 3)將所述陀螺漂移誤差補償量〇^(t)以及載體坐標系下的陀螺信息代入所述陀螺 漂移誤差調(diào)節(jié)模型中，獲得補償后的陀螺信息。
【文檔編號】G01C25/00GK104121930SQ201410367924
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】焦守江, 翁海詮, 陳薇, 王勇剛, 潘靜, 李永江 申請人:湖北三江航天紅峰控制有限公司