旋轉調制技術在MEMS捷聯慣導系統(tǒng)中的應用與改進.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，慣性導航系統(tǒng)在軍事、民用領域發(fā)揮著必不可少的作用。MEMS慣性器件具有體積小、重量輕、成本低等優(yōu)勢，因而基于MEMS慣性器件的導航系統(tǒng)的應用場合愈發(fā)廣泛。然而MEMS慣性器件精度較低，影響導航系統(tǒng)精度?；诖?，本文將旋轉調制技術應用在MEMS捷聯慣導系統(tǒng)中，通過在MEMS捷聯慣導系統(tǒng)中增加轉動機構，周期性地改變MEMS慣性器件敏感軸相對于導航系的方向，將常值誤差調制成均值為零的周期性變化信號，從而抵消慣性器件誤差引起的導

2、航誤差，提高系統(tǒng)的導航精度。
　　論文研究了旋轉調制技術在MEMS捷聯慣導系統(tǒng)中的應用與改進，研究和設計了一種基于MEMS慣性器件的旋轉調制方案；針對MEMS慣性器件精度較差等問題，設計了自標定與初始對準方案；然后，針對傳統(tǒng)姿態(tài)算法在旋轉慣導系統(tǒng)中工程應用時存在的不足，提出了一種單軸旋轉MEMS慣導系統(tǒng)方位角誤差的估計與補償技術；最后，搭建了旋轉MEMS慣導系統(tǒng)原理樣機，驗證了旋轉調制技術對MEMS捷聯慣導系統(tǒng)的性能提升作用。

3、r>　　針對MEMS慣性器件成本較低和精度較差等特點，論文首先從轉軸數量、旋轉速度和旋轉方向三個影響因素出發(fā)，對旋轉MEMS慣導系統(tǒng)的旋轉方案進行研究與設計，然后對MEMS慣性器件主要誤差分別進行仿真實驗，對比分析了采用旋轉調制技術前后不同誤差對于系統(tǒng)導航精度的影響，為旋轉方案的確定以及原理樣機的搭建提供了理論分析基礎。
　　考慮到MEMS慣性器件精度較差，論文推導并建立了MEMS慣性器件的輸出模型，并設計了一種自標定與初始對準方

4、案，在對準姿態(tài)的同時辨識出器件的零偏誤差、Z軸陀螺標度因數等參數。論文通過多組實驗結果對該方法進行了驗證。
　　針對單軸旋轉MEMS慣導系統(tǒng)中存在的航向角誤差發(fā)散問題以及旋轉慣導系統(tǒng)傳統(tǒng)姿態(tài)解算過程需要依賴轉動機構的高分辨轉位信息的問題，論文提出了一種基于磁航向計/轉位信息融合的單軸旋轉MEMS慣導系統(tǒng)方位角誤差的估計與補償技術，對轉動系航向角和轉動機構轉位信息進行實時估計，在提高導航系統(tǒng)定位精度的同時，降低了系統(tǒng)對于測角裝置分辨