[发明专利]一种MEMS惯组导航性能测量方法及装置

说明书

本发明提供一种MEMS惯组导航性能测量方法及装置，该方法包括：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MEMS惯组从初始位置按照预设轨迹平移至目标位置的过程中，IMU输出的第二输出数据；基于初始姿态矩阵和第二输出数据进行惯性导航解算，获得IMU测量的轨迹、姿态以及位于目标位置时的速度；将IMU测量的轨迹、姿态以及位于目标位置时的速度与基准值进行对比，获得误差值；误差值为MEMS导航性能的测试指标，基准值包括位置基准、IMU速度精度基准和姿态测试基准，位置基准为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MEMS惯组在初始位置的姿态。本发明降低了对MEMS惯组导航性能测量的操作难度。

技术领域

本发明涉及惯导技术领域，尤其涉及一种MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统)惯组导航性能测量方法及装置。

背景技术

惯性导航通过航迹推算，实时为载体提供位置、速度、姿态信息，具有自主性和隐蔽性，广泛应用于车辆、飞机、舰船、卫星等领域，同时对导航精度提出了越来越高的要求。IMU(Inertial measurement unit，惯性测量单元)的导航性能评价，传统方法是跑车测试等，操作复杂。因此，现有技术中对MEMS惯组导航性能测量的操作难度较高。

发明内容

本发明实施例提供一种MEMS惯组导航性能测量方法及装置，以解决对MEMS惯组导航性能测量的操作难度较高的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种MEMS惯组导航性能测量方法，该方法包括：

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。

可选的，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：

可选的，进行惯性导航解算的计算公式为：

其中，是t时刻的姿态矩阵；f_b(t)是t时刻加表的输出；g_n＝[00g]^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。