一种MEMS惯性组件及姿态修正方法技术

本发明专利技术公开了一种MEMS惯性组件及姿态修正方法，该MEMS惯性组件包括：MEMS惯性测量单元，所述MEMS惯性测量单元上设有转接板；磁罗盘，所述磁罗盘通过所述转接板设于所述MEMS惯性测量单元上；电路板，所述电路板与所述MEMS惯性测量单元以及所述磁罗盘均电连接。低成本、体积小、精度高一直是备份显示系统惯性测量模块的设计目标，本发明专利技术选用低成本、体积小、高可靠性的MEMS惯性测量单元与磁罗盘，在导航状态利用磁航向对系统航向进行修正，利用大气信息与导航解算参数进行数据融合，同时加入加计调平算法修正姿态误差，可保证系统精度。可保证系统精度。可保证系统精度。

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS惯性组件及姿态修正方法


[0001]本专利技术具体涉及一种高性价比的MEMS惯性组件及姿态修正方法，属于备份飞行显示系统的姿态测量领域。

技术介绍

[0002]MEMS惯性组件主要用于飞机备份飞行显示系统的姿态测量模块。备份飞行显示系统主要在主惯导失效的情况下，可测量并显示飞机姿态、航向、指示空速及气压高度等信息。现在载机对备份显示系统的姿态测量模块精度要求越来越高，本专利技术主要将磁航向及大气信息同时与惯导信息进行融合，修正姿态误差，保证精度的同时，体积小、成本低，是一种高性价比的MEMS惯性组件。。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提供一种MEMS惯性组件及姿态修正方法。
[0004]本专利技术所采用的技术方案为：一种MEMS惯性组件，包括：MEMS惯性测量单元，所述MEMS惯性测量单元上设有转接板；磁罗盘，所述磁罗盘通过所述转接板设于所述MEMS惯性测量单元上；电路板，所述电路板与所述MEMS惯性测量单元以及所述磁罗盘均电连接。
[0005]作为一种可选的技术方案，所述MEMS惯性组件还包括：至少一个支柱，每一所述支柱均包括螺纹段和支撑连接段，所述螺纹段上设有螺母，所述MEMS惯性测量单元上设有供所述螺纹段穿过的第一连接孔，所述螺纹段穿过所述第一连接孔后通过所述螺母被锁紧在所述MEMS惯性测量单元上；至少一个第一螺栓，所述转接板上设有供所述第一螺栓穿过的第二连接孔，所述第一螺栓穿过所述第二连接孔后与所述支撑连接段螺纹连接。
[0006]作为一种可选的技术方案，所述MEMS惯性组件还包括：至少一个第二螺栓，所述磁罗盘上设有供所述第二螺栓穿过的第三连接孔；至少一个连接凸起，所述连接凸起设于所述转接板上，所述磁罗盘上设有与所述连接凸起适配的连接凹槽，所述连接凸起位于所述连接凹槽内，所述第二螺栓穿过所述第三连接孔后与所述连接凸起螺纹连接。
[0007]作为一种可选的技术方案，所述电路板通过第一插头与所述MEMS惯性测量单元相连；所述电路板通过第二插头与所述磁罗盘相连；所述电路板通过第三插头连接对外接口。
[0008]本专利技术还公开了一种利用如上述的MEMS惯性组件进行姿态修正的方法，包括如下步骤：判断是否接收到磁航向，若是，进入下一步，其中，所述磁航向由所述磁罗盘测得；判断修正周期1s是否有效，若是，进入下一步；计算当前时刻与上一秒的系统航向变化率、当前时刻与上一秒的磁航向变化率以及航向变化率差值，并保存所述航向变化率和磁航向变化率；
判断所述航向变化率差值是否小于0.5
°
/s，且是否有姿态角小于5
°
、三轴角速率小于0.5
°
/s以及三轴加速度小于0.15m/s2；若是，则对有效次数进行累计加1；判断累计后的有效次数是否到达预定值T次；若是则计算系统航向与磁航向差值；利用所述系统航向与磁航向的差值修正航向。
[0009]作为一种可选的技术方案，所述预定值T为3。
[0010]本专利技术还公开了一种利用如上述的MEMS惯性组件进行姿态修正的方法，包括如下步骤：接收输入的空速和高度参数，其中，所述空速是指飞行器飞行时相对空气的速度，所述高度参数经补偿后用于高度阻尼；以修正后空速的地理系分量和导航解算的地理系速度分量的差值作为量测量，构成卡尔曼滤波器的观测量，利用卡尔曼滤波技术进行估计和校正；通过所述空速和高度阻尼不断修正滤波状态矩阵。
[0011]本专利技术的有益效果为：低成本、体积小、精度高一直是备份显示系统惯性测量模块的设计目标，本专利技术选用低成本、体积小、高可靠性的MEMS惯性测量单元与磁罗盘，在导航状态利用磁航向对系统航向进行修正，利用大气信息与导航解算参数进行数据融合，同时加入加计调平算法修正姿态误差，可保证系统精度。
附图说明
[0012]图1是实施例中MEMS惯性组件的爆炸图。
[0013]图2是实施例中MEMS惯性测量单元、转接板以及磁罗盘装配后的示意图。
[0014]图3是实施例中MEMS惯性组件的原理结构图。
[0015]图4是航向修正算法流程图。
[0016]图5是大气组合算法流程图。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步阐述。
实施例
[0019]如图1和图2所示，一种MEMS惯性组件，包括：MEMS惯性测量单元1，所述MEMS惯性测量单元1上设有转接板2；
磁罗盘3，所述磁罗盘3通过所述转接板2设于所述MEMS惯性测量单元1上；电路板4，所述电路板4与所述MEMS惯性测量单元1以及所述磁罗盘3均电连接。
[0020]作为一种可选的实施方式，所述MEMS惯性组件还包括：至少一个支柱5，每一所述支柱5均包括螺纹段501和支撑连接段502，所述螺纹段501上设有螺母6，所述MEMS惯性测量单元1上设有供所述螺纹段501穿过的第一连接孔，所述螺纹段501穿过所述第一连接孔后通过所述螺母6被锁紧在所述MEMS惯性测量单元1上；至少一个第一螺栓7，所述转接板2上设有供所述第一螺栓7穿过的第二连接孔，所述第一螺栓7穿过所述第二连接孔后与所述支撑连接段502螺纹连接。
[0021]作为一种可选的实施方式，所述MEMS惯性组件还包括：至少一个第二螺栓8，所述磁罗盘3上设有供所述第二螺栓8穿过的第三连接孔；至少一个连接凸起9，所述连接凸起9设于所述转接板2上，所述磁罗盘3上设有与所述连接凸起9适配的连接凹槽，所述连接凸起9位于所述连接凹槽内，所述第二螺栓8穿过所述第三连接孔后与所述连接凸起9螺纹连接。
[0022]作为一种可选的实施方式，所述电路板4通过第一插头10与所述MEMS惯性测量单元1相连；所述电路板4通过第二插头11与所述磁罗盘3相连；所述电路板4通过第三插头12连接对外接口。
[0023]本实施例中，第一插头10、第二插头11和第三插头12分别采用J30J
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15TJL(带线)插头、Molex5146
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0900插头和J63A
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212
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015
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161
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JC插头，支柱5和螺母6均设有三个，第一螺栓7设有三个，第二螺栓8设有四个，支柱通过螺母6被固定在MEMS惯性测量单元1上，转接板2通过第一螺栓7被固定在支柱5上，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS惯性组件，其特征在于，包括：MEMS惯性测量单元，所述MEMS惯性测量单元上设有转接板；磁罗盘，所述磁罗盘通过所述转接板设于所述MEMS惯性测量单元上；电路板，所述电路板与所述MEMS惯性测量单元以及所述磁罗盘均电连接。2.根据权利要求1所述的MEMS惯性组件，其特征在于，还包括：至少一个支柱，每一所述支柱均包括螺纹段和支撑连接段，所述螺纹段上设有螺母，所述MEMS惯性测量单元上设有供所述螺纹段穿过的第一连接孔，所述螺纹段穿过所述第一连接孔后通过所述螺母被锁紧在所述MEMS惯性测量单元上；至少一个第一螺栓，所述转接板上设有供所述第一螺栓穿过的第二连接孔，所述第一螺栓穿过所述第二连接孔后与所述支撑连接段螺纹连接。3.根据权利要求1所述的MEMS惯性组件，其特征在于还包括：至少一个第二螺栓，所述磁罗盘上设有供所述第二螺栓穿过的第三连接孔；至少一个连接凸起，所述连接凸起设于所述转接板上，所述磁罗盘上设有与所述连接凸起适配的连接凹槽，所述连接凸起位于所述连接凹槽内，所述第二螺栓穿过所述第三连接孔后与所述连接凸起螺纹连接。4.根据权利要求1所述的MEMS惯性组件，其特征在于，所述电路板通过第一插头与所述MEMS惯性测量单元相连；所述电路板通过第二插头与所述磁罗盘相连；所述电路板通过第三插头连接对外接口。5.一种利用如权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐小军，黄树峰，郝晶，田蓓，王瑞，
申请(专利权)人：陕西华燕航空仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：