[发明专利]一种微机电陀螺仪校准装置、方法及无人机导航系统

权利要求书

1.一种微机电MEMS陀螺仪校准装置，其特征在于，包括：

MEMS陀螺仪、主控制器、GPS处理模块及至少三个GPS天线；

其中，所述至少三个GPS天线位于运动设备上且不位于同一直线上；所述至少三个GPS天线均与所述GPS处理模块连接；所述MEMS陀螺仪以及所述GPS处理模块均与所述主控制器电连接；所述至少三个GPS天线用于采集运动设备在多个时间点的位置数据，并通过所述GPS处理模块发送至所述主控制器；所述MEMS陀螺仪用于采集运动设备在多个时间点的实时姿态数据并发送至所述主控制器；所述主控制器用于根据所述运动设备的位置数据计算所述运动设备的理论姿态数据，并根据同一时间点的所述理论姿态数据以及所述实时姿态数据对所述MEMS陀螺仪进行校准；

所述主控制器还用于对所述至少三个GPS天线的信号采集时间延迟进行校正；

所述主控制器设置有校准周期，所述主控制器在所述校准周期内根据所述运动设备的位置数据计算所述运动设备的理论姿态数据，并根据同一时间点的所述理论姿态数据以及所述实时姿态数据对所述MEMS陀螺仪进行校准；

所述至少三个GPS天线在运动设备运行期间全程采集运动设备在多个时间点的位置数据；

所述主控制器还包括：MEMS数据寄存器和GPS数据寄存器；

所述MEMS数据寄存器用于存储所述MEMS陀螺仪采集的所述运动设备在多个时间点的实时姿态数据以及对应的时间点信息；

所述GPS数据寄存器用于存储所述至少三个GPS天线采集的所述运动设备在多个时间点的位置数据以及对应的时间点信息；

所述对所述至少三个GPS天线的信号采集时间延迟进行校正使用校正原理进行；所述校正原理包括：所述至少三个GPS天线包括第一GPS天线、第二GPS天线和第三GPS天线；所述主控制器在接收到所述第一GPS天线信号后的第一时间间隔时接收到所述第二GPS天线的信号，在接收到所述第一GPS天线信号后的第二时间间隔时接收到所述第三GPS天线的信号；获取所述至少三个GPS天线的采样周期；

获取第二GPS天线在第一周期、第二周期、第三周期分别采集的第二位置第一坐标、第二位置第二坐标、第二位置第三坐标，根据所述第二位置第一坐标和所述第二位置第二坐标获得第二位置的第一速度，根据所述第二位置第三坐标、所述第一时间间隔、所述第二位置的第一速度对第二位置的坐标进行校正；获取第三GPS天线在第一周期、第二周期、第三周期分别采集的第三位置第一坐标、第三位置第二坐标、第三位置第三坐标，根据所述第三位置第一坐标和所述第三位置第二坐标获得第三位置的第一速度，根据所述第三位置第三坐标、所述第二时间间隔、所述第三位置的第一速度对第三位置的坐标进行校正。

2.根据权利要求1所述的MEMS陀螺仪校准装置，其特征在于，包括：

所述实时姿态数据以及所述理论姿态数据均包括运动设备的俯仰角、航偏角和横滚角。

3.一种微机电MEMS陀螺仪校准方法，其特征在于，由权利要求1-2中任一项所述的微机电MEMS陀螺仪校准装置执行，包括：

所述至少三个GPS天线采集运动设备在多个时间点的位置数据，并通过所述GPS处理模块发送至所述主控制器；

所述MEMS陀螺仪采集运动设备在多个时间点的实时姿态数据并发送至所述主控制器；

所述主控制器根据所述运动设备的位置数据计算所述运动设备的理论姿态数据，并根据同一时间点的所述理论姿态数据以及所述实时姿态数据对所述MEMS陀螺仪进行校准。

4.权利要求3所述的微机电MEMS陀螺仪校准方法，其特征在于，所述主控制器根据所述运动设备的位置数据计算所述运动设备的理论姿态数据，并根据同一时间点的所述理论姿态数据以及所述实时姿态数据对所述MEMS陀螺仪进行校准，包括：

所述主控制器根据所述运动设备的位置数据计算所述运动设备的理论姿态数据；

所述主控制器根据同一时间点的所述理论姿态数据以及所述实时姿态数据计算姿态偏差；

所述主控制器根据多个时间点的姿态偏差的平均值对所述MEMS陀螺仪进行校准。

5.一种无人机导航系统，其特征在于，包括：

无人机以及权利要求1-2中任一项所述的微机电MEMS陀螺仪校准装置；

所述的微机电MEMS陀螺仪校准装置的所述至少三个GPS天线位于所述无人机上。