[发明专利]一种应用微型惯性测量组合进行三维位置测量的方法

权利要求书

1、一种应用微型惯性测量组合进行三维位置测量的方法，其特征在于，包括由三维位置标定测量头和计算机系统组成测量装置；所说的三维位置标定测量头内封装微型惯性测量组合，微型惯性测量组合由六个微传感器组成，该六个微传感器采用三个单自由度微陀螺仪和三个微加速度计组合安装在一个六面体的三个正交面上，其敏感轴相互垂直，组成测量体的三维坐标系，该测量头的下端是一个测量探针，具体测量

步骤如下：

1)先用探针对准测量基点P0，然后移动测量头用探针对准被测量点P1，陀螺仪敏感并输出测量头三个轴的转动角速率，加速度计敏感并输出测量头三个轴方向的加速度；

2)计算机系统通过数据线采样传感器的输出，通过数据处理得到P1点相对基点P0的三维位置；

3)测量完P1点后，测量头移回并对准基点P0，计算机初始化，再移动测量头对准下一个测量点P2，计算机重复上述过程的数据处理得到P2点的位置，以此类推即可完成任意曲面上多个测量点的三维位置的标定，其结果由计算机输出到显示器上。

2.如权利要求1所术的三维位置测量的方法，其特征在于，所说的计算机数据处理包括以下步骤：

1)用二阶角速度提取微陀螺输出的角速度信号，同时采样微加速度计输出的加速度信号；

2)对微陀螺和微加速度计输出的信号进行闭环误差补偿；

3)采用经过误差补偿的数据，通过四元数微分方程用四阶龙格-库塔法求出测量头坐标系的姿态角；

4)把沿测量头坐标系方向的加速度信号分解成沿地理坐标系方向的加速度分量；

5)对地理坐标系内的加速度矢量的三个分量进行两次数值积分，分别得到测量头的运动速度和三维位置。