一种MEMS惯性导航系统旋转调制方法技术方案

本发明专利技术提供一种MEMS惯性导航系统旋转调制方法，包括如下步骤：步骤1、系统启动；步骤2、设置转台转动轨迹；步骤3、将MEMS惯性导航系统安装到转台上，采集陀螺仪和加速度计数据，通过转接板由计算机采集并储存。本发明专利技术使用双轴十六位置连续旋转方案进行MEMS加惯性导航系统的误差调制，从而补偿掉MEMES惯导系统的零偏误差、标度因数误差及标度因数对称性误差。

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS惯性导航系统旋转调制方法
本专利技术涉及惯性导航
，尤其涉及一种MEMS惯性导航系统旋转调制方法。
技术介绍
MEMS惯性导航系统在导航领域发挥着至关重要的角色，然而常值零偏误差、标度因数误差及标度因数对称性误差是MEMS惯性导航系统的几项不可忽视的误差。现今在应用中，基于光学等高精度惯性导航系统的旋转调制方案相对较多，但是基于MEMS惯性导航系统的双轴旋转方案相对较少，且误差补偿效果较差。公开号为CN101900559B，专利名称为“一种捷联惯性导航系统双轴旋转调制方法”，该专利目的是是降低复杂性，实现无需高角加速度换向机构的速率偏频。它包括设定坐标系、安装陀螺和加速度计、安装惯性测量单元、双轴旋转调制、惯性测量单元导航计算和捷联惯导系统导航数据解调计算六个步骤。本专利技术采用双轴旋转调制，实现了对捷联惯导系统内惯性器件误差的调制，提高了捷联惯导系统的导航精度。公开号为CN102538789B，专利名称为“一种双轴连续旋转调制式惯性导航系统的旋转方法”，该专利提出了一种双轴连续旋转调制式惯性导航系统的旋转方法。在该旋转方法中，需预先设置惯性导航系统的方位轴ωz与俯仰轴ωx的旋转速度满足条件ωz＝2ωx，基于此条件设计的惯性导航系统一个周期的旋转方法，该旋转方法通过调制惯性导航系统三个敏感轴(方位轴、俯仰轴和横滚轴)方向上惯性器件的误差。公开号为CN104990550B，专利名称为“一种三单元体旋转调制式余度捷联惯性导航系统”，首次在旋转调制式惯性导航系统中实现六冗余能力；相比于普通六冗余捷联惯性导航系统，只增加了旋转机构，性价比大幅提高。公开号为CN107063309A，专利名称为“一种旋转式捷联惯导陀螺标度误差补偿策略”，该专利实现了旋转式捷联惯导陀螺标度因数误差补偿功能，达到了正向和反向两个方向分别补偿陀螺标度因数误差的目的，起到了提高惯导数据输出的精度和稳定性的效果。公开号为CN107202576A，专利名称为“一种四冗余双轴旋转调制捷联惯性导航系统及导航方法”，一种四冗余双轴旋转调制捷联惯性导航系统，包括：安装结构、惯性测量组件、双轴旋转机构。公开号为CN207147501U，专利名称为“组合式旋转调制微惯性导航系统”，该专利提供一种组合式旋转调制微惯性导航系统，包括旋转调制型微惯性组件和用于辅助所述旋转调制型微惯性组件测量的静态微惯性组件，所述静态微惯性组件固连在载体上，所述旋转调制型微惯性组件转动的设置于所述载体上。公开号为CN108387229A，专利名称为“一种基于单轴旋转调制的MEMS惯性导航系统及寻北方法”，本专利技术公开了一种基于单轴旋转调制的MEMS惯性导航系统及寻北方法，该系统包括外框、MIMU、转盘、中间板、电机和编码器，所述外框内部设置转盘；所述转盘上部设置MIMU，下部设置中间板；所述中间板设置通孔，用于固定电机；所述电机转轴穿过通孔与转盘连接，在电机下部设置编码器，用于检测电机的转角和转速。寻北时，首先采集x、y轴MEMS陀螺的输出信号，确定噪声分布情况；然后根据噪声分布情况，确定单轴旋转调制机构的旋转角速度；最后采集调制后x、y轴MEMS陀螺输出，进行FFT变换，确定寻北值。公开号为CN108871326A，专利名称为“一种单轴旋转调制惯性-天文深组合导航方法”，该专利公开了一种单轴旋转调制惯性-天文深组合导航方法，该方法使用天体矢量修正飞行器的姿态误差，天体高度修正飞行器的位置误差；利用单轴旋转调制技术解决由于加速度计的常值偏置导致水平基准精度较低的问题，进而提高惯性/天文组合导航的精度。公开号为CN109752000A，专利名称为“一种MEMS双轴旋转调制型捷联罗经初始对准方法”，该专利说明了在没有磁强计、GPS信息和多普勒计程仪等外界辅助导航信息的条件下，以双轴旋转调制型捷联惯导为基础，设计了适用于MEMS的双轴旋转调制捷联罗经初始对准方法，来解决MEMS在摇摆基座条件下的自主对准问题。将双轴旋转调制技术和捷联罗经初始对准技术结合起来，即可在没有磁强计、GPS信息和多普勒计程仪等外界辅助导航信息的条件下，采用捷联罗经对准的初始对准方法，完成MEMS摇摆基座下的自主初始对准。上述几种方法有许多相似之处，即运用旋转运动对惯性导航系统的误差进行补偿，但是大多数针对于光学惯导系统。然而上述方法存在很多不足：(1)公开号为CN101900559B，专利名称为“一种捷联惯性导航系统双轴旋转调制方法”，该专利目的是是降低复杂性，实现无需高角加速度换向机构的速率偏频。它包括设定坐标系、安装陀螺和加速度计、安装惯性测量单元、双轴旋转调制、惯性测量单元导航计算和捷联惯导系统导航数据解调计算六个步骤。该专利技术并未针对MEMS惯性导航系统的误差特性进行设计转动方案，并未针对性考虑常值零偏误差及标度因数误差和标度因数对称性误差。(2)公开号为CN107063309A，专利名称为“一种旋转式捷联惯导陀螺标度误差补偿策略”，该专利实现了旋转式捷联惯导陀螺标度因数误差补偿功能，达到了正向和反向两个方向分别补偿陀螺标度因数误差的目的但并未考虑常值零偏误差及标度因数对称性误差。(3)公开号为CN207147501U，专利名称为“组合式旋转调制微惯性导航系统”，该专利提供一种组合式旋转调制微惯性导航系统，包括旋转调制型微惯性组件和用于辅助所述旋转调制型微惯性组件测量的静态微惯性组件，所述静态微惯性组件固连在载体上，所述旋转调制型微惯性组件转动的设置于所述载体上，该系统并未充分考虑零偏误差，标度因数误差及标度因数对称性误差等，对MEMS惯导系统的误差补偿无法完善。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种MEMS惯性导航系统旋转调制方法，使用双轴十六位置连续旋转方案进行MEMS加惯性导航系统的误差调制，从而补偿掉MEMES惯导系统的零偏误差、标度因数误差及标度因数对称性误差。本专利技术采用的技术方案为：本专利技术的一方面提供一种MEMS惯性导航系统旋转调制方法，一种MEMS惯性导航系统旋转调制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、系统启动；步骤2、设置转台转动轨迹；步骤3、将MEMS惯性导航系统安装到转台上，采集陀螺仪和加速度计数据，通过转接板由计算机采集并储存。优选的，所述步骤1包括：导航计算机开启，MEMS惯性导航系统以及双轴转台启动。优选的，所述设置转台转动轨迹具体为：(MEMS惯性导航系统先围绕Z轴正向旋转180°，再绕x轴反向旋转180度。绕Z轴正向旋转180°，再绕x轴反向旋转180度。绕x轴反向旋转180度，再绕Z轴正向旋转180°。绕x轴反向旋转180度，再绕Z轴正向旋转180°。围绕Z轴反向旋转180°，再绕x轴正向旋转180度。围绕Z轴反向旋转180°，再绕x轴正向旋转180度。绕x轴正向旋转180度，再绕Z轴反向旋转180°。绕x轴正向旋转180度，再绕Z轴反向旋转180°)。优选的，所述步骤3中，采集三个轴向的陀螺仪和加速度计数据。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS惯性导航系统旋转调制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1、系统启动；/n步骤2、设置转台转动轨迹；/n步骤3、将MEMS惯性导航系统安装到转台上，采集陀螺仪和加速度计数据，通过转接板由计算机采集并储存。/n

【技术特征摘要】
1.一种MEMS惯性导航系统旋转调制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、系统启动；
步骤2、设置转台转动轨迹；
步骤3、将MEMS惯性导航系统安装到转台上，采集陀螺仪和加速度计数据，通过转接板由计算机采集并储存。


2.根据权利要求1所述的旋转调制方法，其特征在于，所述步骤1包括：导航计算机开启，MEMS惯性导航系统以及双轴转台启动。


3.根据权利要求1所述的旋转调制方法，其特征在于，所述设置转台转动轨迹具体为：MEMS惯性导航系统先围绕Z轴正向旋转180°，再绕x轴反向旋转180度；
绕Z轴正向旋转180°，再绕x轴反向旋转180度。绕x轴反向旋转180度，再绕Z轴正向旋转180°；
绕x轴反向旋转180度，再绕Z轴正向旋转180°。围绕Z轴反向旋转180°，再绕x轴正向旋转180度；
围绕Z轴反向...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗世彬，王思远，
申请(专利权)人：湖南云顶智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43