船載衛(wèi)星天線伺服系統(tǒng)中姿態(tài)檢測系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、本文以船載衛(wèi)星天線伺服系統(tǒng)項目為研究背景，展開以微慣性姿態(tài)測量單元和編碼器單元為姿態(tài)測量核心的船載衛(wèi)星天線姿態(tài)檢測系統(tǒng)的研制工作。為提高MEMS傾角儀和陀螺儀的精度，本文對MEMS傾角儀信號進行溫度補償和軟件算法處理，對MEMS陀螺儀進行硬件差分處理和軟件算法處理。提出MEMS傾角儀、陀螺儀的零位標(biāo)定方法[42];研究了電磁羅盤查表標(biāo)定方法;研制了船載衛(wèi)星天線姿態(tài)檢測系統(tǒng)，進行了相關(guān)驗證、試驗和測試。
　　本論文主要研究以下幾方面

2、:
　　(1)結(jié)合目前船載衛(wèi)星天線伺服系統(tǒng)的發(fā)展情況，根據(jù)船載衛(wèi)星天線伺服系統(tǒng)對姿態(tài)檢測系統(tǒng)精度的要求，對比不同類型天線姿態(tài)檢測系統(tǒng)的可靠性、體積、成本及復(fù)雜程度[42]，提出采用MEMS陀螺儀、MEMS加速度計與電子羅盤、編碼器組合構(gòu)成船載衛(wèi)星天線姿態(tài)檢測系統(tǒng)的總體方案。
　　(2)微慣性姿態(tài)檢測單元對同一系列不同型號的傾角傳感器設(shè)計出單軸硬件差分電路和雙軸軟件差分電路，并進行大量對比測試，最終選擇載體姿態(tài)檢測使用傾角儀雙

3、軸軟件差分電路，天線姿態(tài)檢測使用傾角儀單軸硬件差分電路。
　　(3)船體移動時產(chǎn)生線加速度，MEMS加速度計受到線加速度干擾，導(dǎo)致測試傾角與實際傾斜角度不相符，同時在靜態(tài)時陀螺儀零點漂移和溫度漂移極易對陀螺信號造成干擾，故采用卡爾曼濾波算法將傾角儀信號和陀螺儀信號進行信息融合，時時修正傾角信息。
　　(4)對MEMS陀螺信號進行了誤差分析，提出IIR濾波和遞推最小二乘擬合兩種信號處理方法。并利用系統(tǒng)實測MEMS陀螺數(shù)據(jù)進行算

4、法驗證，最終選定遞推最小二乘法擬合算法。
　　(5)對磁編碼器進行測試并分析，采用高精度轉(zhuǎn)臺對磁編碼器信號進行補償，提高磁編碼器精度。
　　(6)本文分析雙軸磁強計結(jié)構(gòu)的平面電子羅盤誤差產(chǎn)生原因，并在實際使用中進行大量測試，為提高電磁羅盤測量準(zhǔn)確度，提出羅差補償算法，并借助高精度、高穩(wěn)定性的磁編碼器對電子羅盤進行標(biāo)定。
　　最后對本系統(tǒng)進行全面測試，得出研究成果及系統(tǒng)精度，并對船載衛(wèi)星天線伺服系統(tǒng)中姿態(tài)檢測系統(tǒng)的不足之