[发明专利]一种基于递推最小二乘法的MEMS陀螺仪快速标定方法

权利要求书

1.一种基于递推最小二乘法的MEMS陀螺仪快速标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立待标定的MEMS陀螺仪误差模型；

获得预设时间段内以预设采样频率采集的MEMS陀螺仪在三轴转台多个预设位置处的俯仰轴、偏航轴、翻滚轴的输出量，生成第一采样时刻至第N采样时刻对应的第一组数据组至第N组数据组；

基于所述第一组数据组利用所述MEMS陀螺仪误差模型获得对应的第一误差参数；

根据所述第一误差参数及第二组数据组利用递推最小二乘法获得第二组数据组对应的第二误差参数，并依次迭代，直至误差参数收敛，获得确定的误差参数，从而完成对所述MEMS陀螺仪误差模型的标定。

2.根据权利要求1所述的MEMS陀螺仪快速标定方法，其特征在于，所述预设位置包括：

第一位置，所述MEMS陀螺仪的翻滚轴垂直于所述三轴转台的台面，所述MEMS陀螺仪的俯仰轴和偏航轴分别平行于所述三轴转台的内框和中框；以及

第二位置，在所述第一位置的基础上转动所述三轴转台的中框，使所述中框与偏航轴的夹角为45°；

第三位置，所述MEMS陀螺仪的俯仰轴垂直于所述三轴转台的台面，所述MEMS陀螺仪的偏航轴和翻滚轴分别平行于所述三轴转台的内框和中框；以及

第四位置，在所述第三位置的基础上转动所述三轴转台的中框，使所述中框与翻滚轴的夹角为45°；

第五位置，所述MEMS陀螺仪的偏航轴垂直于所述三轴转台的台面，所述MEMS陀螺仪的翻滚轴和俯仰轴分别平行于所述三轴转台的内框和中框；以及

第六位置，在所述第五位置的基础上转动所述三轴转台的中框，使所述中框与俯仰轴的夹角为45°。

3.根据权利要求2所述的MEMS陀螺仪快速标定方法，其特征在于，通过下述方式采集MEMS陀螺仪在三轴转台上的输出量：

在所述第一位置、第二位置、第三位置、第四位置、第五位置及第六位置处，分别在预设时间段内以预设角速率正向、反向转动所述三轴转台的外框，分别获得对应的第一组数据、第二组数据、第三组数据、第四组数据、第五组数据及第六组数据；

将所述第一组数据、第二组数据、第三组数据、第四组数据、第五组数据及第六组数据中第一采样时刻至第N采样时刻对应的数据组成所述第一组数据组至第N组数据组。

4.根据权利要求3所述的MEMS陀螺仪快速标定方法，其特征在于，所述获得的第一组数据、第二组数据、第三组数据、第四组数据、第五组数据及第六组数据对应的预设角速率不同。

5.根据权利要求1所述的MEMS陀螺仪快速标定方法，其特征在于，通过下述方式根据第一组数据组利用MEMS陀螺仪误差模型获得对应的第一误差参数：

根据所述MEMS陀螺仪误差模型获得所述MEMS陀螺仪的量测方程

Z＝HX，

其中，Z为MEMS陀螺仪的输出量构成的量测矩阵，H为MEMS陀螺仪的理论输出量构成的量测矩阵，X为待求的误差参数矩阵；

将所述第一组数据组和对应的所述MEMS陀螺仪的理论输出量代入量测方程，即可获得对应的第一误差参数。

6.根据权利要求5所述的MEMS陀螺仪快速标定方法，其特征在于，利用递推最小二乘法通过下述公式依次迭代对所述MEMS陀螺仪的误差参数进行标定：

X(i)＝X(i-1)+K(i)[Z(i)-Φ^T(i)X(i-1)]，

其中，i表示第i组数据组，X(i)为第i组数据组对应的误差参数矩阵，X(i-1)为第i-1组数据组对应的误差参数矩阵，K(i)为第i组数据对应的增益矩阵，Z(i)为第i组数据组组成的测量输出矩阵，Φ^T(i)为第i组数据组对应的状态一步转移矩阵。

7.根据权利要求6所述的MEMS陀螺仪快速标定方法，其特征在于，所述增益矩阵K(i)具体如下：

其中，

P(i)＝P(i-1)-K(i)H(i)P(i-1)，

其中，P(i)为第i组数据组的状态估计协方差矩阵，H(i)为采集的MEMS陀螺仪的第i组数据组对应的理论输出量构成的量测矩阵。