[发明专利]基于冗余MEMS传感器的航姿仪

权利要求书

1.一种基于冗余MEMS传感器的航姿仪，其特征在于，包括：

整体呈长方体型的外壳；

设置在所述外壳中的冗余MEMS测量装置，包括相互冗余的多个MEMS传感器，各个所述MEMS传感器的坐标轴相互正交，所述多个MEMS传感器包括三个MEMS单芯片三轴陀螺仪和三个MEMS单芯片三轴加速度计；

对所述冗余MEMS测量装置起减振作用的减振机构；

设置在所述外壳中、与所述冗余MEMS测量装置相连的信号处理模块，用于将所述冗余MEMS测量装置的输出信号进行信号调理和数据融合；所述信号处理模块还包括对各个所述MEMS传感器的输出信号进行温度补偿和误差补偿的补偿单元；所述补偿单元通过公式：

对所述MEMS传感器的输出信号进行温度补偿；其中，K₁(t)为对所述MEMS传感器的输出信号进行温度补偿的补偿曲线，T和T₀分别为实时温度和常温值，为温度变化率，α₀、α₁、α₂和α₃为拟合曲线的系数，β为系数，ε_α为拟合误差；

设置在所述外壳中、与外部电源相连并为所述冗余MEMS测量装置和所述信号处理模块供电的电源及接口模块。

2.根据权利要求1所述的基于冗余MEMS传感器的航姿仪，其特征在于，所述冗余MEMS测量装置包括三个MEMS单芯片三轴陀螺仪和三个MEMS单芯片三轴加速度计，所述冗余MEMS测量装置还包括本体；

所述本体整体呈长方体型；

所述三个MEMS单芯片三轴陀螺仪和所述三个MEMS单芯片三轴加速度计设置在所述本体的内壁上，且所述三个MEMS单芯片三轴陀螺仪对应的内壁面两两垂直，所述三个MEMS单芯片三轴加速度计对应的内壁面两两垂直。

3.根据权利要求2所述的基于冗余MEMS传感器的航姿仪，其特征在于，所述三个MEMS单芯片三轴陀螺仪和所述三个MEMS单芯片三轴加速度计通过粘结的方式设置在所述本体的内壁上。

4.根据权利要求1所述的基于冗余MEMS传感器的航姿仪，其特征在于，所述减振机构包括四个呈柱形结构的减振部件；四个所述减振部件的一端与所述外壳的四个边角对应。

5.根据权利要求4所述的基于冗余MEMS传感器的航姿仪，其特征在于，所述冗余MEMS测量装置的重心位于所述减振机构的受力面上。

6.根据权利要求4所述的基于冗余MEMS传感器的航姿仪，其特征在于，所述减振机构还包括呈T字型的减振垫；所述减振垫设置在所述冗余MEMS测量装置和四个所述减振部件之间。

7.根据权利要求1所述的基于冗余MEMS传感器的航姿仪，其特征在于，所述信号处理模块包括：

对各个所述MEMS传感器的输出信号进行数据融合的融合单元；

对所述融合单元的输出信号进行信号调理的信号转换单元。

8.根据权利要求7所述的基于冗余MEMS传感器的航姿仪，其特征在于，所述信号处理模块还包括：

在所述航姿仪启动时，对所述航姿仪的工作数据进行检测的自检单元；

接收地面控制端发送的系统升级数据并根据所述系统升级数据进行系统升级的维护单元；

对所述补偿单元的输出进行加权计算的冗余输出加权计算单元；

通过对四元数进行卡尔曼滤波再进行积分的方法，根据所述补偿单元的输出信号和所述冗余输出加权计算单元的输出信号，计算所述航姿仪的航姿的计算单元；

所述自检单元、所述维护单元、所述计算单元和所述补偿单元均设置在所述外壳中。

9.根据权利要求1至8任一项所述的基于冗余MEMS传感器的航姿仪，其特征在于，所述外壳与所述冗余MEMS测量装置相贴合。