[发明专利]一种MEMS陀螺组合标定方法

说明书

本发明属于陀螺标定补偿技术，具体为一种MEMS陀螺组合标定方法，标定刻度系数误差和非正交误差，采用顺时针和逆时针旋转用来抵消地球自转和陀螺零偏，估计陀螺的零偏，确定不同两个静态位置MEMS陀螺输出，建立模型，采用最小二乘拟合出计算出陀螺常值零位。本方法能够实现对误差参数的标定，只要一个直角垂面，就能完成MEMS陀螺组合主要误差参数，包括陀螺常值零偏、刻度系数误差和非正交误差的标定。

技术领域

本发明属于陀螺标定补偿技术，具体涉及一种MEMS陀螺组合标定方法。

背景技术

与传统的中高精度的惯性传感器相比，低精度的MEMS惯性器件有其特殊性，主要表现在MEMS零偏重复性和稳定性较差。其次，由于MEMS惯性器件的系统的造价通常要远低于实验室所采用的高精度标定设备，对工程应用而言，不可能为一个低精度MEMS传感器而专门去准备一系列昂贵的实验标定设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MESM陀螺组合标定方法，实现对模型参数的标定。

本发明的技术方案如下：

一种MEMS陀螺组合标定方法，包括如下步骤：

1)标定刻度系数误差和非正交误差，采用顺时针和逆时针旋转用来抵消地球自转和陀螺零偏；

1.1)标记MEMS三轴陀螺组合六面体初始位置；

1.2)绕着垂直水平面的旋转轴先顺时针轻轻的转动六面体360°，然后逆时针转动六面体360°，保证在整个过程中绕着同一个轴转过已知的角度，即Δθ；

1.3)确定一个面的误差方程

m_ij是对称矩阵M的元素；

其中K_m＝diag(K_mx,K_my,K_mz)刻度系数误差，非正交误差矩阵，ρ、φ、λ为三个方向上的角度误差；

1.4)把MEMS陀螺仪组安装在六面壳体内的不同位置，重复第1.2和第1.3步骤，联立解方程组，求出K_m＝diag(K_mx,K_my,K_mz)刻度系数误差，非正交误差矩阵中的六个未知参数；

2)估计零偏误差

2.1)利用下式估计陀螺的零偏ω_ie

2.2)在不同两个静态位置获得MEMS陀螺的输出是和分别带入2.1)中的式子，两式相减，得到下式

2.3)将不同静态位置的数据代入到2.2)式子中，采用最小二乘拟合出计算出陀螺常值零位。

2.如权利要求1所述的一种MEMS陀螺组合标定方法，其特征在于，MEMS三轴陀螺组合的测量模型为：

上式逆运算得出

其中，为MEMS陀螺组合输出测量矢量，外界角速度输入量，v_m是测量噪声。

所述步骤1)中：给定一个光滑平面和基准，装有MEMS三轴陀螺组合六面体放在水平面上紧靠基准标记其初始位置。

选取实验室的光滑水平地板砖平面以及与水平面相垂直的侧放的方凳平面分别作为光滑平面和基准。