基于小波降噪的MEMS惯导系统对准方法研究.pdf

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1、第28卷第6期传感技术学报Vo1．28No．6CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJune20152015年6月ResearchontheInitialAlignmentofMEMSINSBasedonWaveletDe-NoisingSUNWei'，DINGWei，LIRuibao，YANHuifang(1．SchoolofGeomatics，LiaoningTechnicalUniversity，FuxinLiaoning123000，China；2．Schoolof

2、MechanicsandEngineering，LiaoningTechnicalUniversity，FuxinLiaoning123000，China)Abstract：AccordingtothelowsignalnoiseratioofpresentMEMSdevicescausedbyitsprocessingtechnology，whichinfluencetheinitialproblemofMEMSinertialsystems．Thecoarsealignmentbygravityplu

3、sgeomagneticin—formationbasedonwaveletde—noisewasproposedinthispaper．ThestructureofMEMSoutputinformationwasana-lyzed．Thede—noisingwithdifferentwaveletfunctionanddecompositionlevelswerecomparedandthewaveletde—compositionschemewasdesignedandusedtofilteroutt

4、heinertialdevices’noiseeffectively．Consideringthefactthatgravityvectorperpendiculartotheleveloflocalgeographicalcoordinatesystem，thevehicle’SSinitialhorizontalattitudescouldbeconfirmedbythegravityvector’SSlevelcomponentsensedbyaccelerometers．Combinedwitht

5、hesoledirectionfeatureofgeomagneticinformation，theinitialazimuthanglecouldbecalculatedbymeasuringgeomag—neticinformationandthemagneticdeclarationangle．Turntableexperimentresultsshowthat，thegravityandgeo—magneticinformationprocessedbywaveletde—noisecouldbe

6、usedtorealizetheinitialalignmentofMEMS．Keywords：MEMS；inertialnavigationsystem；waveletde-noising；initialalignmentEEACC：7230doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2015．06．007基于小波降噪的MEMS惯导系统对准方法研究木孙伟孙，丁伟，李瑞豹，闫慧芳(1．辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院，辽宁阜新123000；2．辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁阜新123

7、000)摘要：针对当前MEMS器件受加工工艺限制导致器件输出信噪比低，进而影响MEMS惯导系统初始化的问题，提出一种采用小波降噪的“重力+地磁”信息粗对准方法。分析MEMS器件输出信息结构特征，探索不同小波基函数在不同分解层数下的降噪效果并设计小波分解方案并实现惯性器件噪声的有效滤除；根据重力矢量垂直当地地理坐标系水平面的特征，利用加速度计敏感重力矢量水平分量实现载体初始水平姿态角的确定；结合地球表面任意位置处的地磁信息具有唯一指向性的特征，通过测量载体所在位置处的地磁信息并结合磁偏角修正实现载体初始方位

8、角的求取。转台实验结果表明，经过小波降噪处理后得到的重力与地磁信息可实现MEMS惯导系统初始对准。关键词：关健词：MEMS；惯导系统；小波降噪；初始对准中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1004-1699(2015)06-0814-05基于微机电MEMS(MicroElectroMechanical与重力加速度是描述地球物理特性的重要参数，同System)技术的惯性器件以其具有成本低、体积小、时也是完成初始对准的核