[发明专利]基于g敏感性的三轴MEMS陀螺非正交误差标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三轴MEMS（微机电系统，Micro-Electro-Mechanical Systems）陀螺标定方法，尤其涉及一种三轴MEMS陀螺非正交误差标定方法，属于MEMS陀螺技术领域。

背景技术

三轴MEMS陀螺的非正交误差是由于三个轴向的MEMS陀螺立体安装时不能绝对相互垂直而造成的安装误差。三轴MEMS陀螺的非正交安装误差直接影响了其测量精度，在工程化使用中必须进行标定并加以补偿。常用的三轴MEMS陀螺非正交误差标定方法是基于速率转台通过多位置速率标定，测试不同位置下三个轴向MEMS陀螺的输出角速率，计算出非正交安装误差系数。该方法虽然可以准确地标定出三轴MEMS陀螺的非正交误差系数，但是需要借助于速率转台，在无速率转台的情况下不能实现三轴MEMS陀螺的非正交误差系数的标定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于g敏感性（加速度敏感性）的三轴MEMS陀螺非正交误差标定方法，在无速率转台的情况下可实现三轴MEMS陀螺的非正交误差系数的标定。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于g敏感性的三轴MEMS陀螺非正交误差标定方法，其特征是，包含以下步骤：

步骤1：三轴MEMS陀螺非正交误差系数标定的步骤：按照MEMS陀螺g敏感性测试方法，分别将X轴、Y轴或Z轴向的MEMS陀螺敏感轴分别垂直于水平基座朝下和朝上标定，计算出该轴方向标定时X轴、Y轴或Z轴陀螺的g敏感性系数；

步骤2：三轴MEMS陀螺非正交误差系数计算的步骤：利用三轴MEMS陀螺安装前、后g敏感性系数的比值计算出非正交安装误差系数。

步骤1中，三轴MEMS陀螺非正交误差系数标定时，

首先，进行X轴方向标定：将三轴MEMS陀螺放置于水平基座上，按照MEMS陀螺g敏感性测试方法，将X轴方向的MEMS陀螺敏感轴分别垂直于水平基座朝下和朝上，测试出两种情况下X轴陀螺的零偏Bias，根据MEMS陀螺零偏模型（公式(1)），利用MEMS陀螺感知的重力加速度g，计算出MEMS陀螺安装后X轴的g敏感性系数A，具体的计算方法如公式(2)所示：

Bias=B₀+A×g    （1）

Bias_朝下=B₀+A×g

Bias_朝上=B₀-A×g

A=(Bias_朝下-Bias_朝上)/2g    (2)

利用上式计算出来该轴方向标定时X轴、Y轴或Z轴陀螺的g敏感性系数，分别与其三轴立体安装前的g敏感性系数进行比较，计算出X轴方向标定时各轴向的安装误差系数。

计算方法以X轴方向标定时各轴向的安装误差系数计算方法为例：

测试出X轴垂直水平基准面朝下和朝上时X轴陀螺的零偏分别为Bias_X_X朝下和Bias_X_X朝上，依据公式(2)计算出安装后X轴方向标定时X轴陀螺的g敏感性系数记为A_xx，

Bias_X_X朝下=B_x0+A_xx×g

Bias_X_X朝上=B_x0-A_xx×g

A_xx=(Bias_X_X朝下-Bias_X_X朝上)/2g

式中：Bias_X_X朝下和Bias_X_X朝上分别为X轴朝下和朝上时X轴陀螺的零偏，B_x0为X轴陀螺的固定零偏，

计算出三轴MEMS陀螺安装误差系数K_xx：

Kxx=AxxAx]]>

式中，A_x为安装前X轴陀螺的g敏感性系数。

按照上述计算方法，可以计算出X轴方向标定时Y、Z的g敏感性系数，和安装误差系数。