[发明专利]一种MEMS惯组导航性能测量方法及装置

权利要求书

1.一种MEMS惯组导航性能测量方法，其特征在于，包括：

采集MEMS惯组在初始位置静置预设时长的第一输出数据进行初始对准，获得初始姿态矩阵；

采集所述MEMS惯组从所述初始位置按照预设轨迹平移至目标位置的过程中，惯性测量单元IMU输出的第二输出数据，平移过程中所述MEMS惯组的姿态保持不变；

基于所述初始姿态矩阵和所述第二输出数据进行惯性导航解算，获得所述IMU测量的轨迹、姿态以及位于所述目标位置时的速度；

将所述IMU测量的轨迹、姿态以及位于所述目标位置时的速度与基准值进行对比，获得误差值；所述误差值为MEMS导航性能的测试指标，所述基准值包括位置基准、IMU速度精度基准和姿态测试基准，所述位置基准为所述预设轨迹的实际长度，IMU速度精度基准为静态时零速，姿态测试基准为所述MEMS惯组在所述初始位置的姿态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行初始对准的对准公式为：

ψ₀＝0；

其中，是加表X轴输出的均值，是加表Y轴输出的均值，是加表Z轴输出的均值，θ₀是初始位置俯仰角，γ₀是初始位置的横滚角，ψ₀分别是初始位置的横航向角；

所述初始姿态矩阵为：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进行惯性导航解算的计算公式为：

其中，为IMU测量的姿态，为IMU位于所述目标位置时的速度，为IMU测量的位置，g_n为IMU测量时的重力加速度；是t时刻的姿态矩阵；f_b(t)是t时刻加表的输出；g_n＝[0 0 g]^T；v(t)是t时刻IMU导航解算的速度，s(t)是t时刻IMU导航解算的位置；l(t)是t时刻IMU解算出的位移；的具体形式为：

和分别是t时刻陀螺三轴输出。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设轨迹为矩形，所述初始位置和目标位置重合。

5.一种MEMS惯组导航性能测量装置，其特征在于，包括：

第一采集模块，用于采集MEMS惯组在初始位置静置预设时长的第一输出数据进行初始对准，获得初始姿态矩阵；

第二采集模块，用于采集所述MEMS惯组从所述初始位置按照预设轨迹平移至目标位置的过程中，惯性测量单元IMU输出的第二输出数据，平移过程中所述MEMS惯组的姿态保持不变；

解算模块，用于基于所述初始姿态矩阵和所述第二输出数据进行惯性导航解算，获得所述IMU测量的轨迹、姿态以及位于所述目标位置时的速度；

比对模块，用于将所述IMU测量的轨迹、姿态以及位于所述目标位置时的速度与基准值进行对比，获得误差值；所述误差值为MEMS导航性能的测试指标，所述基准值包括位置基准、IMU速度精度基准和姿态测试基准，所述位置基准为所述预设轨迹的实际长度，IMU速度精度基准为静态时零速，姿态测试基准为所述MEMS惯组在所述初始位置的姿态。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，进行初始对准的对准公式为：

ψ₀＝0；

其中，是加表X轴输出的均值，是加表Y轴输出的均值，是加表Z轴输出的均值，θ₀是初始位置俯仰角，γ₀是初始位置的横滚角，ψ₀分别是初始位置的横航向角；

所述初始姿态矩阵为：