[发明专利]一种载体角速度检测用微惯性测量单元的布设方法

权利要求书

1.一种载体角速度检测用微惯性测量单元的布设方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、单个微机械陀螺的检测轴、振动轴和敏感轴的确定：

步骤101、数据处理器(13)根据公式得到在东北天坐标系下载体所在地沿天向方向的地球自转角速度分量ω_td；其中，L表示载体所在地的纬度；

步骤102、将单个微机械陀螺(9)水平放置在水平平台(12)上，且单个微机械陀螺(9)的敏感轴向上；然后以单个微机械陀螺(9)的顶面中心为原点O，过原点O与单个微机械陀螺(9)的敏感轴方向重合为单个微机械陀螺(9)的Z轴，过原点O且与单个微机械陀螺(9)的纵轴重合为单个微机械陀螺(9)的Y轴，过原点O与单个微机械陀螺(9)的横轴重合且与单个微机械陀螺(9)的Y轴和单个微机械陀螺(9)的Z轴均垂直为单个微机械陀螺(9)的X轴；其中，所述单个微机械陀螺(9)的Z轴、单个微机械陀螺(9)的Y轴和单个微机械陀螺(9)的X轴符合右手直角坐标系，所述单个微机械陀螺(9)的第一引脚位于由所述单个微机械陀螺(9)的X轴和所述单个微机械陀螺(9)的Y轴组成的坐标系中的第二象限；

步骤103、将单个微机械陀螺(9)静止放置于水平平台(12)上，使单个微机械陀螺(9)的Y轴的正向指向正南，单个微机械陀螺(9)的Z轴的正向指向正东，单个微机械陀螺(9)的X轴的正向指向正上,则单个微机械陀螺(9)的X轴感知到1g加速度，且g＝9.8m/s²；

数据处理器(13)对单个微机械陀螺(9)输出的第一角速度进行采集，并将数据处理器(13)第i₁次采集到的第一角速度记作ω₁(i₁)；数据处理器(13)根据公式得到单个微机械陀螺(9)输出的第一零偏估计值其中，N表示采集总次数，i₁和N均为正整数，且i₁的取值范围为1～N；

步骤104、将单个微机械陀螺(9)静止放置于水平平台(12)上，使单个微机械陀螺(9)的Y轴的正向指向正南，单个微机械陀螺(9)的Z轴的正向指向正西，单个微机械陀螺(9)的X轴的正向指向正下，则单个微机械陀螺(9)的X轴感知到-1g加速度；

数据处理器(13)对单个微机械陀螺(9)输出的第二角速度进行采集，并将数据处理器(13)第i₂次采集到的第二角速度记作ω₂(i₂)；数据处理器(13)根据公式得到单个微机械陀螺(9)输出的第二零偏估计值其中，i₂为正整数，且i₂的取值范围为1～N；

步骤105、将单个微机械陀螺(9)静止放置于载体的水平平台(12)上，使单个微机械陀螺(9)的X轴的正向指向正南，单个微机械陀螺(9)的Z轴的正向指向正西，单个微机械陀螺(9)的Y轴的正向指向正上,则单个微机械陀螺(9)的Y轴感知到1g加速度；

数据处理器(13)对单个微机械陀螺(9)输出的第三角速度进行采集，并将数据处理器(13)第i₃次采集到的第三角速度记作ω₃(i₃)；数据处理器(13)根据公式得到单个微机械陀螺(9)输出的第三零偏估计值其中，i₃为正整数，且i₃的取值范围为1～N；

步骤106、将单个微机械陀螺(9)静止放置于水平平台(12)上，使单个微机械陀螺(9)的X轴的正向指向正南，单个微机械陀螺(9)的Z轴的正向指向正东，单个微机械陀螺(9)的Y轴的正向指向正下,则单个微机械陀螺(9)的Y轴感知到-1g加速度；

数据处理器(13)对单个微机械陀螺(9)输出的第四角速度进行采集，并将数据处理器(13)第i₄次采集到的第四角速度记作ω₄(i₄)；数据处理器(13)根据公式得到单个微机械陀螺(9)输出的第四零偏估计值其中，i₄为正整数，且i₄的取值范围为1～N；

步骤107、将单个微机械陀螺(9)静止放置于水平平台(12)上，使单个微机械陀螺(9)的Y轴的正向指向正南，单个微机械陀螺(9)的X轴的正向指向正西，单个微机械陀螺(9)的Z轴的正向指向正上,则单个微机械陀螺(9)的Z轴感知到1g加速度；

数据处理器(13)对单个微机械陀螺(9)输出的第五角速度进行采集，并将数据处理器(13)第i₅次采集到的第五角速度记作ω₅(i₅)；数据处理器(13)根据公式得到单个微机械陀螺(9)输出的第五零偏估计值其中，i₅为正整数，且i₅的取值范围为1～N；

步骤108、数据处理器(13)根据公式得到单个微机械陀螺(9)输出的第五零偏修正值

步骤109、将单个微机械陀螺(9)静止放置于水平平台(12)上，使单个微机械陀螺(9)的Y轴的正向指向正南，单个微机械陀螺(9)的X轴的正向指向正东，单个微机械陀螺(9)的Z轴的正向指向正下,则单个微机械陀螺(9)的Z轴感知到-1g加速度；

数据处理器(13)对单个微机械陀螺(9)输出的第六角速度进行采集，并将数据处理器(13)第i₆次采集到单个微机械陀螺(9)输出的第六角速度记作ω₆(i₆)；数据处理器(13)根据公式得到单个微机械陀螺(9)输出的第六零偏估计值其中，i₆为正整数，且i₆的取值范围为1～N；

步骤1010、数据处理器(13)根据公式得到单个微机械陀螺(9)输出的第六零偏修正值

步骤1011、数据处理器(13)根据公式和得到单个微机械陀螺(9)在X轴方向受到重力加速度时的加速度敏感零偏值ω_xG、单个微机械陀螺(9)在Y轴方向受到重力加速度时的加速度敏感零偏值ω_yG和单个微机械陀螺(9)在Z轴方向受到重力加速度时的加速度敏感零偏值ω_zG；

步骤1012、数据处理器(13)对单个微机械陀螺(9)在X轴方向受到重力加速度时的角速度敏感零偏值ω_xG、单个微机械陀螺(9)在Y轴方向受到重力加速度时的角速度敏感零偏值ω_yG和单个微机械陀螺(9)在Z轴方向受到重力加速度时的角速度敏感零偏值ω_zG进行判断，并得到最大角速度敏感零偏值；其中，最大角速度敏感零偏值所对应的轴为单个微机械陀螺(9)的检测轴，由于单个微机械陀螺(9)的敏感轴为Z轴，则得到单个微机械陀螺(9)的振动轴；

步骤二、微机械陀螺单元的安装布设：

步骤201、首先在安装板(11)一侧上安装第一微机械陀螺(1)；其中，第一微机械陀螺(1)的表面中心为原点o_s，过原点o_s且与第一微机械陀螺(1)的敏感轴方向重合为第一微机械陀螺(1)的Zs轴，过原点o₁且与第一微机械陀螺(1)的振动轴方向重合为第一微机械陀螺(1)的Xs轴，过原点o_s与第一微机械陀螺(1)的检测轴重合为第一微机械陀螺(1)的Ys轴，所述第一微机械陀螺(1)的第一引脚位于由所述第一微机械陀螺(1)的Xs轴和第一微机械陀螺(1)的Ys轴组成的坐标系中的第二象限，所述第一微机械陀螺(1)的Zs轴、第一微机械陀螺(1)的Xs轴和第一微机械陀螺(1)的Ys轴符合右手直角坐标系；

然后，在安装板(11)一侧上依次安装第二微机械陀螺(2)、第三微机械陀螺(3)和第四微机械陀螺(4)；其中，第二微机械陀螺(2)相对于第一微机械陀螺(1)绕第一微机械陀螺(1)的Zs轴沿逆时针方向旋转90°，第三微机械陀螺(3)相对第一微机械陀螺(1)绕第一微机械陀螺(1)的Zs轴沿逆时针方向旋转180°，第四微机械陀螺(4)相对第一微机械陀螺(1)绕第一微机械陀螺(1)的Zs轴沿逆时针方向旋转270°；

步骤202、在安装板(11)另一侧上安装第五微机械陀螺(5)；其中，第五微机械陀螺(5)相对第一微机械陀螺(1)绕第一微机械陀螺(1)的Xs轴沿逆时针方向旋转180°；

然后，在安装板(11)另一侧上依次安装第六微机械陀螺(6)、第七微机械陀螺(7)和第八微机械陀螺(8)，完成一个微机械陀螺单元的安装布设；其中，第六微机械陀螺(6)相对于第五微机械陀螺(5)绕第五微机械陀螺(5)的Zs轴沿逆时针方向旋转90°，第七微机械陀螺(7)相对第五微机械陀螺(5)绕第五微机械陀螺(5)的Zs轴沿逆时针方向旋转180°，第八微机械陀螺(8)相对第五微机械陀螺(5)绕第五微机械陀螺(5)的Zs轴沿逆时针方向旋转270°；

步骤三、微机械陀螺阵列的安装布设：

步骤301、建立坐标系：以载体的质心为原点o_b，o_by_b轴与所述载体的纵轴重合且指向所述载体前进方向，o_bx_b轴与所述载体的横轴重合且指向所述载体前进方向的右侧，o_bz_b轴垂直于所述o_bx_b轴和所述o_by_b轴形成的平面o_bx_by_b且指向所述载体上方，建立载体坐标系o_bx_by_bz_b；

步骤302、多次重复步骤201至202，完成三个微机械陀螺单元的安装，三个微机械陀螺单元分别记作第一微机械陀螺单元(10)、第二微机械陀螺单元(20)和第三微机械陀螺单元(30)；

步骤303、将第一微机械陀螺单元(10)、第二微机械陀螺单元(20)和第三微机械陀螺单元(30)均安装在载体平台(14)上；其中，第一微机械陀螺单元(10)中安装板(11)与载体平台(14)呈平行布设，第二微机械陀螺单元(20)中安装板(11)和第三微机械陀螺单元(30)中安装板(11)均与载体平台(14)呈垂直布设，且第二微机械陀螺单元(20)中安装板(11)和第三微机械陀螺单元(30)中安装板(11)呈垂直布设，所述第一微机械陀螺单元(10)中第一微机械陀螺(1)的Zs轴与o_bz_b轴呈平行布设，所述第二微机械陀螺单元(20)中第一微机械陀螺(1)的Zs轴与o_by_b轴呈平行布设，所述第三微机械陀螺单元(30)中第一微机械陀螺(1)的Zs轴与o_bx_b轴呈平行布设，实现对载体沿o_bz_b轴、o_bx_b轴和o_bz_b轴的角速度的检测。