基于MEMS陀螺儀的尋北定向關鍵技術研究及其系統(tǒng)實現(xiàn).pdf

1、快速化小型化一直是近來慣性尋北研究的熱點和難點，微機械陀螺具有低成本、中精度、微尺寸、低功耗、抗高過載、高可靠性等優(yōu)點。基于MEMS陀螺儀的尋北系統(tǒng)可以減小成本低，縮小體積，降低使用難度等優(yōu)點。
　　本文以實際工程應用為背景，詳細闡述了一套基于MEMS陀螺儀的低成本的尋北系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，根據(jù)系統(tǒng)的需求和指標，本文首先闡述了尋北的關鍵技術及尋北的常見方案，并且針對本文所設計的尋北系統(tǒng)提出本系統(tǒng)的尋北方案。
　　本文詳細闡述了

2、尋北系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，包括系統(tǒng)總體設計、硬件設計及上位機的設計與實現(xiàn)。硬件的設計與實現(xiàn)為傳感器的測量提供了硬件平臺，也可以按預定的程序執(zhí)行上位機的指令。為了能使系統(tǒng)在任何地點進行測量，本系統(tǒng)加入了GPS定位，獲取當前位置的經緯度，無需另外單獨測量。本系統(tǒng)設計了上位機，上位機通過串口和下位機進行通信，上位機實現(xiàn)整個系統(tǒng)的初始化、尋北系統(tǒng)的控制以及尋北算法解算等功能。
　　誤差的消除是本課題研究的一項重要內容，根據(jù)本課題所使用的陀螺儀

3、和加速度計，分析了它們的誤差，針對陀螺儀和加速度的系統(tǒng)確定性誤差，設計了陀螺儀和加速度計的現(xiàn)場標定算法。經過分析可知，低成本MEMS陀螺儀和加速度計的時變零偏較小可以忽略，所以只標定固定零偏。不借助其他設備就可以速標定傳感器的尺度因子、零偏等，本課題設計了標定算法。
　　針對陀螺儀和加速度計的隨機噪聲比較大的問題，本課題利用小波變換對隨機噪聲進行濾波，濾波前后的都通過Allan方差對比了白噪聲強度。為了降低硬件成本，本系統(tǒng)將傳感器