基于微機(jī)械加速度計的無陀螺捷聯(lián)慣性技術(shù)研究.pdf

1、微慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（MINS）是由MEMS陀螺和加速度計構(gòu)成的導(dǎo)航系統(tǒng)，然而由于MEMS陀螺的漂移較大，并且陀螺的抗沖擊能力差，導(dǎo)致由其構(gòu)成的MINS精度比較低，無法單獨使用。而與MEMS陀螺相比較，MEMS加速度計的精度相對較高，并且成本相對較低、穩(wěn)定性好、使用時間相對較長、功耗小等特點，因此本文采用由MEMS加速度計來構(gòu)成的無陀螺微慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的慣性測量單元。
　　本課題是基于微機(jī)械加速度計的無陀螺捷聯(lián)慣性技術(shù)研究，并驗證其是否可

2、行，用微機(jī)械加速度計來構(gòu)成無陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，通過基于DSP+FPGA的硬件平臺采集6路安放在載體非質(zhì)心處的高精度MEMS加速度計信息，以代替陀螺來測量載體角運動信息，最終經(jīng)過DSP進(jìn)行解算來實現(xiàn)系統(tǒng)的導(dǎo)航定位定姿。
　　本文首先介紹無陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)的理論基礎(chǔ)，通過和有陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的工作方式進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)無陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的工作原理和有陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理是相類似的。其次對六個微機(jī)械加速度計在載體上的固定方式進(jìn)行

3、設(shè)計，根據(jù)載體非質(zhì)心處的比力信息可求得載體的質(zhì)心處的比力和繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動角加速度，進(jìn)而解算出由載體質(zhì)心對地線加速度和載體繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動角速度，采用FPGA來完成6路MEMS加速度信號的采集，并對FPGA的外圍電路進(jìn)行了具體的設(shè)計。并且根據(jù)本文的硬件系統(tǒng)設(shè)計了標(biāo)定方案，對安裝在載體非質(zhì)心處的六個微機(jī)械加速度計進(jìn)行誤差標(biāo)定，以及設(shè)計了角速度解算方法，最后通過導(dǎo)航解算得到載體的姿態(tài)，導(dǎo)航解算由DSP完成。其次設(shè)計系統(tǒng)的總體方案并對主要器件進(jìn)行選型