一种基于磁传感器的MEMS陀螺标定方法.pdf

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1、第26卷第12期传感技术学报Vo1．26No．122013年l2月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSDee．2013ACalibrationMethodofMEMSGyroscopeBasedonMagneticSensorLIUShibin，CHENLulan，ZHANGWei，WANGYongbo，QIUSongsong(SchoolofElectronicsandInformation，No~hwesternPolytechnicalUniversity，Xi’

2、an710072，China)Abstract：AccordingtothecharacteristicsofdifferentsensorsinanAttitudeandHeadingReferenceSystem(AHRS)，anewcalibrationmethodofMEMSgyroscopebasedontheoutputofmagneticsensorisdeveloped．TheerrormodelsoftheMEMSgyroscopeisestablished，andappropriat

3、ecompensationalgorithmforMEMSgyroscope’Sbiaserrorandscalefactorerorwasdesigned．Comparedwiththetraditionalcalibrationmethods，thismethodisrathersimpleandsuitableforreal-timecalibration．ExperimentalresultsshowthatthestaticaccuracyofMEMSgyroscopehasreachedah

4、ighaccuracy，thedriftofpitchangleislessthan0．035。pertwominutes，thedriftoftiltangleislessthan0．15。pertwominutesandthedriftofheadingangleislessthan0．2。pertwominutes．Wheninputangleratesofallthreeaxesarewithin25。／s，theheadingangleeror，pitchangleerrorandtiltan

5、gleerrorareallnomorethan_+2。．Keywords：MEMSgyroscope；errormodel；erorcompensation；magneticsensor；referenceangularrateEEACC：7230；7310Ldoi：10．3969／j．issn．1004-1699．2013．12．015一种基于磁传感器的MEMS陀螺标定方法术刘诗斌，陈露兰，张韦，王永波，秋颂松(西北T业大学电子信息学院，西安710072)摘要：根据微型航姿测量系统各传感器的特点，研

6、究出了一种基于磁传感器输出的MEMS陀螺标定方法，并根据MEMS陀螺误差参数模型设计相应的补偿算法，分别对MEMS陀螺的零偏和标度因数误差进行了补偿。与传统标定方法相比，该方法实现简单，适用于现场标定。实验结果表明，该标定方法能够有效地提高MEMS陀螺测量精度，补偿后陀螺在静态条件下2min内，俯仰角漂移小于0．035。，倾斜角漂移小于0．15。，航向角的漂移小于0．2。。当陀螺三轴均有角速率输入时，在角速度小于25。／s情况下误差都能保持在±2。以内。关键词：MEMS陀螺；误差补偿；误差模型；磁传感器

7、；角速率基准中图分类号：V241．5．33；TP212文献标识码：A文章编号：1004-1699(2013)12-1700-04微机电系统MEMS(Micro—Electro—MechanicalSystem)陀螺仪以其成本低、体积小、质量轻、功耗低、可靠性高等优点近年来迅速得到了长足发展，但是目前MEMS陀螺的精度仍然很低，限制了其进一步应用，由提高加工工艺的精度来提高MEMS陀螺精度成1误差补偿方法本过高。。，因而对MEMS陀螺进行准确的误差建模和软件算法修正成为提高其精度的一个重要手段j。三轴ME

8、MS陀螺的误差补偿主要分为确定性误差补偿和随机误差补偿。MEMS陀螺的标度因数等确定性误差对其姿态解算精度的影响非常显著，因此对MEMS陀螺的确定性误差进行标定补偿，提高其环境适应性和测量精度是航姿系统提供正确航向姿态信息的前提。在传统的速率陀螺确[三]=[誊毒曼][三]+[差兰]c，定性误差标定方面，多利用单轴¨。。或者三轴¨速项目来源：国家自然科学基金项目(60874101)；高等学校博士学科点专项科研基金项目(201261021100