MEMS仪表惯性组合导航系统发展现状与趋势

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1、第17卷第5期中国惯性技术学报Vol.17No.52009年10月JournalofChineseInertialTechnologyOct.2009文章编号：1005-6734(2009)05-0562-06MEMS仪表惯性组合导航系统发展现状与趋势112蔡春龙,刘翼，刘一薇（1.北京航天时代光电科技有限公司，北京100854；2.航天东方红卫星有限公司，北京100094）摘要：基于MEMS仪表的惯性组合导航系统是飞行器实现轻小型化的关键配套设备之一。针对国外MEMS惯性组合导航系统产品的实现方案与性能指标进行了综述；介绍我国在该领域的研究现状，简要分析当前存在的问题与技术瓶颈，指出我国

2、应结合现有硅微惯性器件加工水平与理论研究成果展开有针对性的研究工作。最后，对该领域的技术发展方向进行了分析。关键词：微机械系统；组合导航系统；信息融合中图分类号：U666.1文献标志码：AStatusquoandtrendofinertialintegratednavigationsystembasedonMEMS112CAIChun-long,LIUYi,LIUYi-wei(1.BeijingAerospaceTimesOptical-ElectronicTechnologyCo.,Ltd.,Beijing100854,China;2.ChinaSpacesatCo.,Ltd.,Beij

3、ing100094,China)Abstract:Asoneofthecoreequipmentsoftheminiaturizationofvehicle,theinertialintegratednavigationsystembasedonMEMShassignificantmeaningtoboththeaerospaceindustryandtheconstructionofnationaldefense.Firstly,thesystemsolutionandperformancespecificationofforeignlatestproductsaresummarized

4、.ThenthestatusquoofChinesedevelopmentisintroduced.Theproblemsandtechnologicalbottlenecksatpresentareanalyzed.ItisalsopointedoutthatsomepertinentresearchshouldbemadebasedonthepresentmanufacturinglevelofChinesemicro-siliconinertialsensorsandexistingtheoreticalachievements.Finally,thefuturedevelopmen

5、tdirectionofthetechniquesinthisfieldisanalyzed.Keywords:MEMS;inertialintegratednavigationsystem;filter;informationfusion微机械惯性测量单元（Micro-ElectronicMechanicalSystemInertialMeasurementUnit，MEMS-IMU）作为第三代惯性测量组件，与第一代机械转子陀螺惯性测量组件、第二代光电陀螺惯性测量组件相比，具有体积小、重量轻、功耗少、成本低、集成化程度高等优点，拥有更广阔的工程应用前景，尤其对于微小型运载体的导航、制导与

6、姿态控制具有重要意义，已被多个国家列为未来惯性导航系统的重点发展方向之一。但从目前国内外微机械惯性测量器件的研制现状来看，由于受到加工工艺、选材等因素的限制，MEMS-IMU在精度以及稳定性等方面与前两代惯性测量组件相比仍然存在较大差距，同时受限于惯导系统固有的导航误差随时间积累问题，微惯性导航系统尚不具备独立完成导航定位任务的能力。因此，基于MEMS-IMU的组合导航方案是解决上述问题的一条有效途径。目前，MEMS-IMU组合导航系统已经在民用和军用领域得到了广泛认可。民用方面，具有导航定位功能的汽车、精细农业用机械与车辆、用于农药喷洒与林区防火的无人飞机等已部分装配该类型组合导航系统；

7、军用方面，欧美发达国家已成功将其应用于战术制导武器、微小型无人侦查飞机、卫星探测、航天器导航等领域。我国在该领域的研究工作起步较晚，目前正处于从原理样机研制向工程应用过渡阶段，国内各科研院所与高校正在加紧进行该领域的技术攻关工作。收稿日期：2009-07-24；修回日期：2009-09-03作者简介：蔡春龙（1967—），男，研究员，研究方向为光纤陀螺捷联惯性导航系统。E-mail：cai_chun_long@163.c