[发明专利]补偿温度漂移误差的方法、装置和组合导航系统

说明书

本发明实施例提供了一种补偿温度漂移误差的方法、装置和一种组合导航系统，该方法包括：获取微机电系统惯性测量单元MEMS IMU的样本工作温度；获取与该样本工作温度对应的MEMS IMU的测量结果的误差参数值；基于多个该样本工作温度和多个该误差参数值进行拟合以获得误差参数‑温度关系曲线；根据该曲线对该MEMS IMU的温度漂移误差进行补偿。本发明实施例提供的补偿温度漂移误差的方法，利用大量实际导航过程中产生的MEMS IMU样本数据进行拟合获得的误差参数‑温度关系曲线对MEMS IMU的温度漂移误差进行在线补偿。基于实时导航信息对该曲线进行更新，提高导航精度，降低成本，便于实现。

技术领域

本发明实施例涉及导航领域，并且更具体地，涉及组合导航领域中补偿温度漂移误差的方法、装置和组合导航系统。

背景技术

GNSS/INS组合导航系统融合全球卫星导航系统(global navigation satellitesystem，GNSS)与惯性导航系统(inertial navigation system，INS)的优点，具有精确导航能力及全天候工作能力，在高精度军事领域和民用领域得到广泛应用。对于INS中一些高精度的惯性测量单元(inertial measurement unit，IMU)，在其传感器的工作温度变化不大的情况下，可以在不考虑温度因素的情况下通过在线标定的方式对误差进行补偿。但是在GNSS/INS组合导航系统中，由于INS中的微机电系统惯性测量单元(micro electromechanical system inertial measurement unit,MEMS IMU)的工作温度变化较大，因此普遍存在MEMS IMU传感器参数(如零偏、比例因子)随温度变化比较显著的现象，这种现象称为“温度漂移现象”。由温度漂移现象引起的误差称为“温度漂移误差”，温度漂移误差会造成导航精度的下降，同时在高温或低温下启动组合导航系统时，由于MEMS IMU初始误差很大而造成初始阶段导航精度较差，如显著的航向偏移等。传统的解决温度漂移误差的方法主要是针对每只MEMS IMU在出厂时进行实验室全温标定，但是此方法成本较高、效率较低，而且即使经过全温标定，MEMS IMU的温度漂移特性也会随着使用时间而逐渐变化，MEMSIMU的温度漂移误差还是会存在，影响导航系统的导航精度。

发明内容

本发明实施例提供了一种补偿温度漂移误差的方法、装置和组合导航系统，能够提高MEMS IMU在组合导航系统中的导航精度，降低成本，并且便于实现。

第一方面，提供了一种补偿温度漂移误差的方法，该方法包括：获取微机电系统惯性测量单元MEMS IMU的样本工作温度；获取与该样本工作温度对应的该MEMS IMU的测量结果的误差参数值；基于多个该样本工作温度和多个该误差参数值进行拟合以获得误差参数-温度关系曲线；根据该误差参数-温度关系曲线对该MEMS IMU的该温度漂移误差进行补偿。

第一方面提供的补偿温度漂移误差的方法，利用实际导航过程中在线产生的MEMSIMU样本的数据，即利用大量的MEMS IMU的样本工作温度和与该样本工作温度对应的大量的该MEMS IMU的测量结果的误差参数值，替代了传统实验室标定的数据来源，通过进行拟合以获得误差参数-温度关系曲线，通过该误差参数-温度关系曲线对该MEMS IMU的在后续使用过程中的温度漂移误差进行在线补偿，从而克服了传统的实验室标定的温度误差模型存在的标定参数由于使用时间延长而逐渐老化的问题，提高了导航的精度，降低了成本，便于实现。

在第一方面的一种可能的实现方式中，获取与该样本工作温度对应的该MEMS IMU的测量结果的误差参数值，包括：获取与该样本工作温度对应的惯性导航系统INS数据，该INS数据包括载体的角速度和该载体的加速度，该MEMS IMU位于该INS当中，该INS安装于该载体中；基于该INS数据通过卡尔曼滤波算法获取与该样本工作温度对应的该误差参数值。