基于MEMS慣性傳感器的高精度姿態(tài)測量關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、針對常用微小型高精度慣性姿態(tài)測量系統(tǒng)的特點，本文提出了一種基于MEMS慣性傳感器的高精度姿態(tài)測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能夠完全自主地精確測量并得到載體的姿態(tài)信息，而且成本低、體積小、抗干擾能力強(qiáng)，可廣泛應(yīng)用于航空航天、海洋船舶、汽車電子以及智能機(jī)器人等多個領(lǐng)域。
　　基于MEMS慣性傳感器的高精度姿態(tài)測量系統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)作為基本原理，實現(xiàn)了對低精度、高漂移MEMS慣性傳感器誤差的有效自補(bǔ)償。本文從旋轉(zhuǎn)調(diào)制方案的確立入手，通過仿真驗證

2、，提出了一種適用于微小型高精度姿態(tài)測量系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)調(diào)制方案。依據(jù)研究結(jié)果，研制出了一套基于MEMS慣性傳感器的微小型高精度姿態(tài)測量系統(tǒng)樣機(jī)，并完成了多項樣機(jī)性能實驗。本文的研究內(nèi)容主要涉及以下幾個方面:
　　1)旋轉(zhuǎn)調(diào)制方案的確立與仿真驗證。結(jié)合微小型姿態(tài)測量系統(tǒng)體積上的限制、MEMS慣性傳感器低精度、高漂移的特點以及姿態(tài)測量系統(tǒng)高精度的測量目標(biāo)，利用Matlab軟件對不同旋轉(zhuǎn)調(diào)制方案進(jìn)行建模與仿真，依據(jù)仿真結(jié)果確定適用于本系統(tǒng)的最

3、優(yōu)旋轉(zhuǎn)調(diào)制方案。
　　2)誤差分析。針對旋轉(zhuǎn)調(diào)制式姿態(tài)測量系統(tǒng)的誤差進(jìn)行詳盡地分析，通過誤差分類分析、抑制機(jī)理推導(dǎo)以及傳感器誤差模型研究等方面，從系統(tǒng)級和元器件級兩個層面上，研究論證旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)對姿態(tài)測量系統(tǒng)精度的提高。
　　3)基于MEMS慣性傳感器的微小型高精度姿態(tài)測量系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。依據(jù)微小型、低成本、高精度和強(qiáng)抗干擾能力等特點，結(jié)合最優(yōu)旋轉(zhuǎn)調(diào)制方案，本文設(shè)計并實現(xiàn)了一套基于MEMS慣性傳感器的微小型高精度姿態(tài)測量系