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1、基于微型惯性测量组合的平面定位技术的研究Miniatureinertialmeasurementunitbasedontheplanepositioningtechnologyresearch四号宋体申请人姓名:指导教师:合作导师:专业学位类别:专业学位领域:所在学院:论文提交日期年月日 摘要随着微/纳米科学与技术(Micro/NanoScienceandTechnology)的发展,以形状尺寸微小或操作尺寸极小为特征的微机电系统(MicroElectro-MechanicalSystems,MEMS)已经成为人们在微观领域认识
2、和改造客观世界的一项高新技术,并且是当前一个十分活跃的研究领域。MEMS涉及多学科交叉,包括材料、机械、电子、微电子、生物学、医学、信息等工程技术学科和力学、物理学、化学、光学等基础学科。MEMS具有能够在狭小空间内进行作业而又不扰乱工作环境的特点,有着广泛的应用前景,在世界范围内,市场销量呈指数形式上升,成为新的经济增长点。MEMS在航空航天、精密机械、生物医学、汽车工业、家用电器、环境保护、通信、军事等领域有着广泛的应用潜力,成为广大科技工作者研究的热点,被列为21世纪关键技术之首。关键词:微型惯性测量组合,微电子机械,微加速
3、芯片,捷联惯导系统,微惯性传感器,算法,软件设计iAbstractWiththeMicro/NanoScienceandTechnologydevelopmenttosmallsizeorshapecharacterizedbyaverysmalloperatingsizeofMEMS(MicroElectro-MechanicalSystems,MEMS)hasbecomerecognizedinthefieldofmicro-andchangingtheobjectiveworldahigh-tech,andiscurrent
4、lyaveryactiveareaofresearch.MEMSinvolvemulti-disciplinary,includingmaterials,machinery,electronics,microelectronics,biology,medicine,informationtechnologydisciplinessuchasengineeringandmechanics,physics,chemistry,opticsandotherbasicsubjects.MEMShavetheabilitytoconduct
5、operationsinasmallspacewithoutdisruptingtheworkenvironmentcharacteristics,hasabroadapplicationprospectsintheworld,themarketvolumeincreasedexponentiallyasneweconomicgrowthpoint.MEMSinaerospace,precisionmachinery,bio-medical,automotive,householdappliances,environmentalp
6、rotection,communications,militaryandotherfieldshaveawiderangeofpotentialapplications,avastnumberofscientistsandresearchfocushasbeenthekeytechnologyofthe21stcenturyasthefirst.KeyWords: Miniatureinertialmeasurementunit,MEMS,micro-accelerationchips,strapdowninertialnavig
7、ationsystem,microinertialsensors,algorithms,softwaredesignii目录摘要iAbstractii第1章绪论61.1课题背景61.1.1主要内容71.1.2可行性分析71.2微机电系统概述71.3微机电系统的基本概念81.4微机电系统的研究现状101.5微机电系统的应用121.6微机电系统的特点131.7本章小结13第2章微惯性测量组合152.1微加速度计和微陀螺仪的工作原理152.1.1微加速度计152.1.2微陀螺传感器252.2微惯性测量组合272.3微惯性测量组合的发展状
8、况及其应用292.4微型惯性测量组合的原理和结构292.5微惯性测量组合的关键技术与问题302.5.1基本的坐标变换302.5.2姿态矩阵312.5.3误差及补偿332.6捷联惯导系统342.6.1引言342.6.2微型捷联惯导系统的构成352.7