基于低成本MEMS器件的捷联航姿系统设计

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Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｏａｉｆｔｅａｅｅｕｒｍｅｔｏｌｗ－ｏｔｎｍｉｉｔｒｚｔｏａｔｔｄｈａｉｇｅｅｅｃｓｓｅｓｔｙｈｅｇｒｒｑｉｅｎｓｆｏｃｓａｄｓｎａｕｉａｉｎｔｕｅｅｄｎｒｆｒｎｅｙｔｍｉ
ＥＡＣ７３ＥＣ：６０
ｄｉ１．９９ｊｉｎ１０ｏ：０３６／．ｓ．０４—１９．００１．２ＭＳ器件的捷联航姿系统设计术
杜继永，国荣，黄张凤鸣，华伟刘
（军工程大学工程学院，安７０３）空西１０８
摘要：针对军事和工程领域对低成本、微小型航姿系统的迫切需求，介绍了自行设计的基于低成本ＭＭ器件的航姿系ＥＳ
统，深入研究了构建该系统的关键技术。针对ＭＭＵ的性能特点及核心处理器的运算速度，出了磁传感器的补偿算法，Ｉ给采
用了基于等效旋转矢量的姿态解算方法，并应用了降阶卡尔曼滤波器。通过移植￣／Ｓ一Ⅱ实时操作系统，ＣＯ增强了系统的实时性。实验结果表明，所设计的航姿系统实时性好，精度可达要求，具有广阔的应用前景。
单元、ＰＧＳ～ＯＭ板、Ｒ导航计算机、序升级接ＥＡＭ程
其在微小型运载体的导航、导与姿态控制等领域，制
倍受亲睐。受国外所销售ＭＥＭＳ惯性测量器件的精度限制，提高微机械惯性测量（ｃｏＥｅｔｎｃ在Ｍｉｒ．ｌｃｏｉｒ
（ＨＳｎｔｅｍｉｔｙａｄｔｈｉｌｅｓａｓｌｄｖｌｅｐｃｌＭＳｂｓｄｉｉｔｄｃｄｔｅｋｙｔｈｏＡＲ）ｉｌａｎｃｎｃｌ，ｆｅｅｐｄｓｅｉｈｉｒｅａｆｄｉｅ－ｏａＭＥ —ａｅｒｕｅ，ｈｅｃｎｌｓｎｏｅ —
ｔｈｅＡＨＲＳｗｏｋｎｒａｉｎｔａｉｒｓｉｅｌｔｍｅａｄｓｅｄｌｙ，ｗｉｈｈｉｈｒｐｅｉｉｎ，ｗｈｃａａｔｏｐｐｉｄｆｒｇｏｎ．ｔｇｅｒｃｓｏｉｈｈｓｖｓｆａｌｏｅｒｕｄｅ
ｏｉｓｏｉｈａｅｐｒｐｏｅ．Ｍａｎｔｅｓｒａｄｄａｔｔｄｒｏｏｒｃｉｎｉｒｐｓｄ，ｒｔｔｎｖｃｏｌｏｉｍｓｇｅｆｗｈｃｒｏｓｄｇｅｉｓｎｏｉｅｔｕｅｅｒｒｃｒｅｔｏｓｐｏｏｅｃｉｏａｉｅｔｒａｇｒｔｉｏｈａｏｔｄ，ａｄｌｗ— ｒｅｌｎｆｔｒｉｅｉｎｅｄｐｅｎｏｏｄｒＫａｍａｌｅｓｄｓｇｄ，ａｌｏｂｖｒａｅｎｔｅＭＩｉｌｆａｏｅａｅｂｓｄｏｈＭＵｅｆｒｎｅａｄｔｅｃｒｐｒｏｍａｃｎｈｏｅｐｏｅｓｒｃａａｔｒｓｉ．ＡｎｅｅｄｄＲＴＯＳ— ａｅｏｔｒｙｔｍｓｔａｓｌｎｅｒｃｓｏｈｒｃｅｉｔｃｍｂｄｅｂｓｄｓｆｗａｅｓｓｅｉｒｎｐａｔｄ．Ｅｘｒｍｅｔｌｒｓｌｈｗｈａｐｅｉｎａｅｕｔｓｏｔｔｓ
ＳｓｍＩｅｔｌＭｅｓｒｍｎｎｔｙｔｎｒａｅｉａｕｅｅｔｉＵ，ＭＥ — ＭＳＩＭＵ）面方我国进行了一些研究ｕ。
Ｋｅｒｓｔｔｄｅｄｎｅｅｅｃｙｔｍ；ｏｏｔｏａｉｎｖｃｏｌｏｉｍ；ｌｗ—ｒｅａｍａｌｒｘ／Ｓ１ｙｗｏｄ：ａｔｕｅｈａｉｇｒｆｒｎｅｓｓｉｅｌｗｃｓ；ｒｔｔｅｔｒａｇｒｈｏｔｏｏｄｒＫｌｎｆｔ；ｔＯ一ｉｅＣＩ
第２３卷第１期１２１００年１１月
传感技术学报
ＣＮＥＥＪＵＲＬＯＥＳＲＳＡＣＵＡＯＲＨＩＳＯＮＡＦＳＮＯＮＤＡＴＴＳ
Ｖｏ．３Ｎｏ１１２．１
ＮＯＶ．２００１
Ｄｅｉｎ０ｓｇｆＡＨＲＳＢａｅｎＬｏＣｏｔＭＥＭＳｓｄｏｗ．ｓ
关键词：航姿系统；低成本；等效旋转矢量法；低阶卡尔曼滤波器；ＣＯ一￣／Ｓ Ⅱ
中图分类号：６６１Ｖ４Ｕ６．；２９
文献标识码：Ａ
文章编号：０４— ６９２１）１— ６２— ５１０１９（００１１６０
当前，用微小型航姿系统的场合日益增多，应尤
ＤＵＪｙｎｉｏｇ，ＨＵＮＧＧｏｏｇ，ａｇＦｎｍｉｇ，ＬＵＨｕｗｉＡｕｒｎＺｈｎｅｇｎＩａｅ
（ｎｉｅｒｇＣｌｇ，ｉＦｒｅｎｉｅｎｎｖｒｔ，ｉａ１０８ＣｉａＥｇｎｅｎｏｌｅＡｒｏｃＥｇｎｒｇＵｉｓｙＸ ’ ｎ７０３，ｈｎ）ｉｅｅｉｅｉ

基于低成本MEMS器件的捷联航姿系统设计

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