[发明专利]一种用于双轴旋转MEMS-SINS的最优转停时间分配方法

说明书

本发明涉及一种最优最优转停时间分配方法领域，尤其涉及一种用于双轴旋转MEMS‑SINS的最优转停时间分配方法领域。一种用于双轴旋转MEMS‑SINS的最优转停时间分配方法，所述方法包括如下步骤：根据研究分析得出的误差抵消原则和转位机构性能指标设计转位方案；提取惯性器件的各项误差准备仿真实验；依据所设计的转位方案进行不同转停时间下的仿真实验，由仿真结果得出最优转停时间分配；在仿真结果的基础上进行试验验证，依据试验结果进一步优化转停时间分配，最大限度的提高导航定位精度。本发明对MEMS双轴旋转式捷联惯导系统的转停时间进行最优分配，来实现对MEMS惯性器件偏差最大程度的抑制，进一步提高系统导航定位精度。

技术领域

本发明涉及一种最优最优转停时间分配方法领域，尤其涉及一种用于双轴旋转MEMS-SINS的最优转停时间分配方法。

背景技术

微机电系统(MEMS)惯性器件以其体积小、成本低、功耗小、可靠稳定的优点，近年来被广泛应用于制导航空弹药、小型飞行器、机器人等领域。但现有MEMS惯性器件普遍存在精度低、零偏大、信噪比低等问题，所以在应用于纯惯性导航系统中时，必须进行合适的误差补偿。旋转调制属于系统补偿技术中的一种，可以有效实现惯性器件误差的自补偿旋转调制技术虽然可以将惯性器件的常值偏差在一个整周期内调制成零均值的形式，从而使器件常值误差为零。但是由于陀螺仪的标度因数误差与安装误差只能部分被调制，残留累积误差会与旋转角速度产生出相当大的姿态误差。因此在双轴旋转调制技术研究中，设计惯性器件的最优转停时间分配方案成为转位方案设计的关键技术之一。

目前，学者们正努力寻求有效的惯性器件转停时间分配方法。文献《旋转式惯导系统旋转角速度最优设计》(仪器仪表学报,2013,34(11):2526-2534)通过理论推导只给出了高精度双轴旋转式惯导系统旋转角速度的最优设计原则，系统定位误差显著减少，但并未对系统转停时间做进一步研究；文献《IMU转动角速度对旋转SINS的精度影响分析》(仪器仪表学报,2012,33(5):1041-1047.)重点分析了高精度单轴旋转式惯导系统在非匀速转动过程对系统导航定位精度的影响。文献《旋转惯导系统中IMU转停时间分配技术研究》(压电与声光,2014,36(2):225-229)通过分析基于光纤陀螺的误差传播特性设计了适用于光纤陀螺的双轴旋转方案，并通过仿真实验给出了最优转停时间选取区间，但该方案仅停留在仿真验证阶段。目前尚未有人提出基于MEMS惯性器件的双轴旋转方案和转停时间分配方法。

发明内容

本发明目的在于在已经提出双轴转停方案基础处上，通过给出的MEMS惯性器件的最优转停时间分配方法最大限度的抑制MEMS惯性器件偏差，进一步提高双轴旋转式MEMS-SINS的导航定位精度。

本发明是这样实现的：

一种用于双轴旋转MEMS-SINS的最优转停时间分配方法，：所述方法包括如下步骤：

(1)根据研究分析得出的误差抵消原则和转位机构性能指标设计转位方案；

(2)提取惯性器件的各项误差准备仿真实验；

(3)依据所设计的转位方案进行不同转停时间下的仿真实验，由仿真结果得出最优转停时间分配；

(4)在仿真结果的基础上进行试验验证，依据试验结果进一步优化转停时间分配，最大限度的提高导航定位精度。

所述步骤(1)中的转位方案，包括以下步骤：

步骤一、令MEMS方位轴沿oz_b轴方向做单轴正反旋转运动，反转180°、反转90°、正转180°、正转90°，每个位置停留T_s秒，该旋转过程方位轴的常值偏差无法被调制，因此在单轴转停运动结束后，令MEMS绕oy_b轴正向旋转180°使方位轴朝下转至位置B；