[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

说明书

本发明公开了一种载体角速度检测用微惯性测量单元的布设方法，包括以下步骤：一、单个微机械陀螺的检测轴、振动轴和敏感轴的确定；二、微机械陀螺单元的安装布设；三、微机械陀螺阵列的安装布设。本发明步骤简单，实现方便，设计合理，通过多个微机械陀螺单元进行阵列，且每个微机械陀螺单元均布设八个微机械陀螺，有效地减少MEMS微机械陀螺受温度、加速度等因素的影响，提高了微机械陀螺测量单元的输出精度，提高获取载体角速度的精度，且单个微机械陀螺成本较低。

技术领域

本发明属于微惯性航姿技术领域，尤其是涉及一种载体角速度检测用微惯性测量单元的布设方法。

背景技术

MEMS(微机械)陀螺以其低成本、小体积、易批量生产等优点，在无人机、机器人、图像稳定器等领域得到了广泛的应用，随着工业化与生产工艺的进步，其成本在逐年下降，而精度在逐步提升。但由于其噪声大、零偏稳定性差、易受环境因素影响等原因，在高精度应用场合鲜有应用。

但是高精度MEMS陀螺的研发是一个较为复杂的系统，很难在短时间内取得巨大突破，且需要投入极大的人力及物力，目前进展比较慢，现有的高精度MEMS陀螺价格仍比较高，精度在5度/小时左右的陀螺仪价格在五万左右，应用场合仍受到很大限制。因此，现如今缺少一种结构简单、设计合理的载体角速度检测用微惯性测量单元的布设方法，采用多个微机械陀螺单元进行阵列，提高获取载体角速度的精度，且单个微机械陀螺成本较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种载体角速度检测用微惯性测量单元的布设方法，其方法步骤简单，实现方便，设计合理，通过多个微机械陀螺单元进行阵列，且每个微机械陀螺单元均布设八个微机械陀螺，有效地减少微机械陀螺受温度、加速度等因素的影响，提高了微机械陀螺测量单元的输出精度，提高获取载体角速度的精度，且单个微机械陀螺成本较低，实用性强。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：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、将单个微机械陀螺水平放置在水平平台上，且单个微机械陀螺的敏感轴向上；然后以单个微机械陀螺的顶面中心为原点O，过原点O与单个微机械陀螺的敏感轴方向重合为单个微机械陀螺的Z轴，过原点O且与单个微机械陀螺的纵轴重合为单个微机械陀螺的Y轴，过原点O与单个微机械陀螺的横轴重合且与单个微机械陀螺的Y轴和单个微机械陀螺的Z轴均垂直为单个微机械陀螺的X轴；其中，所述单个微机械陀螺的Z轴、单个微机械陀螺的Y轴和单个微机械陀螺的X轴符合右手直角坐标系，所述单个微机械陀螺的第一引脚位于由所述单个微机械陀螺的X轴和所述单个微机械陀螺的Y轴组成的坐标系中的第二象限；

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

数据处理器对单个微机械陀螺输出的第一角速度进行采集，并将数据处理器第i₁次采集到的第一角速度记作ω₁(i₁)；数据处理器根据公式得到单个微机械陀螺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、将单个微机械陀螺静止放置于水平平台上，使单个微机械陀螺的Y轴的正向指向正南，单个微机械陀螺的Z轴的正向指向正西，单个微机械陀螺的X轴的正向指向正下，则单个微机械陀螺的X轴感知到-1g加速度；