gf-simu中加速度计安装误差标校方法的研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要惯性导航系统通常由陀螺仪和加速度计组成，陀螺仪用于测量角运动参数，加速度计用于测量线加速度。随着微惯性器件的发展，微机械惯性测量单元的应用技术得到了广泛的重视。由于微加速度计原理简单、其性能的提高比微陀螺有较大的潜力，所以用微加速度计构成惯性测量单元成为主要研究方向之一。无陀螺捷联惯性测量单元(G．F．SIMU)，在利用线加速度计测量线加速度的同时，根据线加速度计的空间位置组合解算出角速度信息，从而得出刚体运动的全部参数。由于无陀螺惯性测量单元用线加速度计代替陀螺，不仅可以大幅度降低成本，还可以

2、克服陀螺无法适应大角度测量、不能承受大的线加速度冲击的弱点。本文主要研究无陀螺捷联惯性测量单元中加速度计的安装误差参数的标校和补偿方法。首先研究无陀螺惯性测量单元中的角速度解算方法。角速度解算取决于加速度计在配置方案中的安装位置及敏感方向。文中针对一种易于安装的六加速度配置方案，理论推导和仿真分析了该方案的角速度和线加速度解算方法；并从理论上，分别对存在安装位置误差和安装方位误差情况下的角速度和线加速度解算公式进行了推导和仿真分析。最后，本文从实际应用角度出发分析了安装误差对角速度解算误差的影响，由于对角速度解算误差影响太大

3、，因此，提出“先位置后方位”的标校方法对安装误差参数进行标校，并实时进行补偿，通过进一步的计算可以得到比较准确的角速度信息。关键词：无陀螺捷联惯性测量单元；安装误差标校；安装误差补偿哈尔滨工程大学硕士学位论文AbstractTheinertialnavigationsystemsaregenerallyformedbygyroscopesandaccelerometers．Gyroscopesareusedformeasuringtheangularmotionparametersandaccelerometersforth

4、elinearacceleration．TheapplicationtechnologyofMEMSIMUhasbeenwidelythoughtmuchof．Atpresent,thegyroscopefreemicroinertialmeasurementunit(GF-IMU)isoneoftheimportantresearchdirection,becameofthesimpleprincipleoftheaccelerometerthemorepotentialtoimprovetheperformanceoft

5、heaccelerometerthanthatofthegyro．ThespecificforceandangularratearesimultaneouslycalculatedbyoutputsoftheaecelerometersformingtheGF-SIMU．UsinglinearaccelerometersinsteadofgyroscopeinGF-SIMUnotonlyCanmaketheinertialnavigationsystemcost,butalsoovercomethedemeritofwhic

6、hgyroscopeisincapableofthegreatanglemotionandthestrongshock．Inthispaper，themainresearchworkisonthemethodofinstallationerrorparametercalibrationandcompensationofGF-SIMU．Fistly，theworkishowtocalculatetheangularvelocityfromtheaccelerometeroutputsinGF-SIMU．Thewaytocalc

7、ulatetheangularvelocityissubjecttothepositionsandsensitivedirectionsoftheaccelerometers．Furthermore，underanewsixaccelerometersconfigurationmode，itisderivedtheoreticallyandsimulatedforthemethodoncalculatingangularvelocityandacceleration；Anditisderivedtheoreticallyan

8、dsimulatedforthemethodonCalculatingangularvelocityandaccelerationundertheinstallationofpositionerrorandtheinstallationazimutherror．Last，theangula