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基于MEMS的低成本MIMU的应用研究

随着惯性技术和微机电技术的不断发展,基于MEMS的低成本惯性组合导航系统正在成为导航领域的一个研究热点。本文研究的目的在于为基于MEMS的低成本MIMU的应用提供一些新的理论和方法,立足于解决现有导航系统存在的一些问题。本文以基于MEMS的低成本MIMU的应用为目的,按照“从部分到整体,从组件到系统,从理论到实践”的顺序展开。本文研究的主要内容和成果有:首先,从MIMU的结构及基本工作原理出发,结合新型微机械惯性元件的特点建立了陀螺、加速度计以及MIMU的误差模型,分析了这种新型惯性组件初始标定和初始对准过程的特点及存在的相关问题,提出了一种新的现场标定对准技术。其次,由于在实际应用中,存在的圆锥误差对MIMU的应用构成了一定的影响,本文在对其来源进行了理论上的深入探讨的基础上,丰富和完善了传统的圆锥补偿算法设计方法,给出了传统的圆锥补偿算法的通用公式,并利用通用公式给出了3种新的圆锥补偿算法,完善了传统的圆锥补偿算法;然后,针  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
南京理工大学

精确制导炸弹低成本惯导/卫星组合导航方法研究

以某型精确制导炸弹为应用对象,对弹载低成本MEMS惯导与卫星的组合导航方法进行了深入的研究与分析,内容涉及算法研究、硬件设计、软件实现、工程实验等多个方面。所作的工作可以归纳如下:(1)对MIMU组合结构的器件误差标定技术进行了研究,设计了一种捷联惯性测量组合无须北向基准的标定方法;并对捷联惯性导航的误差模型以及基本解算方法进行了研究,包括高精度的姿态矩阵计算方法,速度、位置的计算方法等。(2)对MINS/GPS松耦合模式下的导航算法进行了研究,根据奇异值可观测理论对系统进行了分析,设计了一种降阶卡尔曼滤波算法,数字仿真结果比较理想,采用降阶滤波器可提高导航系统的实时性,降低硬件成本。(3)对MINS/GPS紧耦合模式下的滤波算法进行了研究,分析了滤波发散的现象,并给出了改进的滤波方法,对低精度的惯导与GPS的组合设计了一种改进的SRUKF非线性滤波算法,并与EKF进行了仿真对比,结果表明改进SRUKF的滤波精度较高。(4)在M...  (本文共159页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京理工大学
北京理工大学

基于MEMS低成本微型捷联惯性导航系统研究

随着捷联惯性导航系统在军用以及民用应用领域的不断开拓,嵌入式、模块化、高集成的低成本微型捷联惯性导航系统的需求日趋增加。另外在传感器技术以及半导体技术的不断推动下,微型机电系统(MEMS)惯性传感器也有了新的突破。因此对基于MEMS低成本微型捷联惯性导航系统的研究是顺势而为,本文对基于MEMS低成本微型捷联惯性系统的几个关键技术进行了研究,并根据研究的结果进行了方案设计。本文具体内容如下:首先,对MIMU进行了误差源分析,建立MIMU数学模型表达式。通过MIMU标定实验确定了MIMU确定性误差系数并进行了补偿。再是分析了MEMS惯性器件的随机误差源,对常用建模方法进行研究,采用Allan方差方法分离出MEMS陀螺仪的五种随机噪声,定量计算出MIMU各轴随机噪声系数,并采用时间序列分析对MEMS陀螺仪的随机噪声进行分析,建立了ARMA(2.1)模型,而且基于该模型完成卡尔曼滤波器设计,分析滤波前后数据特性确定卡尔曼滤波的有效性和正...  (本文共96页) 本文目录 | 阅读全文>>

国防科学技术大学
国防科学技术大学

GPS/MIMU嵌入式组合导航关键技术研究

现代战争的高技术特点表明,精确制导武器已经逐渐成为现代战争的主导,低成本导航与制导技术是消耗型制导武器的关键技术之一。卫星/MIMU嵌入式组合导航系统具有成本低、体积小、重量轻、功耗低、动态性能高和抗干扰能力强等优点,因而在精确制导武器等军事应用方面具有非常重要的应用价值。本文以GPS为实例,开展卫星/MIMU嵌入式组合导航一体化关键技术的研究,完成了MIMU辅助的GPS信号捕获、MMU辅助的GPS信号跟踪、MIMU辅助的导航定位算法和GPS/MIMU深组合导航算法的分析,并给出了具体解决方案。主要的工作包括以下几个方面:(1)从卫星信号的检测概率、虚警率和捕获时间方面对时域相干和非相干捕获算法进行了分析比较:非相干捕获算法不受导航数据位的影响,而且多普勒频率误差对其影响较小,但是非相干捕获算法增加了平方损失;而相干捕获算法获取相同的捕获灵敏度,仅需较短的积分时间,但其受多普勒频移估计偏差和码移估计偏差的影响较大,并且受导航数据...  (本文共180页) 本文目录 | 阅读全文>>

《北京航空航天大学学报》2008年08期
北京航空航天大学学报

角速率输入下圆锥补偿算法的一般形式

传统圆锥补偿算法直接应用于由速率陀螺组成的捷联惯导系统时,算法误差明显增大.为抑制算法误差,提出了一种以角速率为输入信号,任意子样数圆锥补偿算法(包括改进算法)的一般形式,并在典型圆锥运...  (本文共5页) 阅读全文>>

《北京航空航天大学学报》2001年03期
北京航空航天大学学报

捷联惯导系统圆锥补偿算法研究

为了提高高动态环境下捷联惯性导航系统的精度 ,消除圆锥效应带来的误差 ,对圆锥补偿算法的设计和圆锥补偿误差特性进行了研究 .首先给出了旋转矢量方...  (本文共4页) 阅读全文>>

《中国惯性技术学报》2000年01期
中国惯性技术学报

捷联惯导系统圆锥补偿算法优化设计

高速、高精度的圆锥偿补算法是提高捷联惯性导航系统 ( SINS)性能的重要环节。本文对Chan Gook Park等提出的新圆锥补偿研...  (本文共4页) 阅读全文>>