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国内刊号：11-2223/N
国际刊号：1000-0054
发布日期:
作者：邢海峰, 陈志勇, 张新喜, 郭美凤
单位：1. 清华大学 精密仪器系, 北京 100084;<br>2. 陆军装甲兵学院 兵器与控制系, 北京 100072
关键词：微惯性测量单元,可观测性,Kalman滤波,旋转调制
基金：郭美凤,副教授,
基于微机电系统（MEMS）技术的微惯性测量单元（MIMU）在体积、重量、功耗都具有显著优势，但是其较大的惯性器件误差限制了其应用范围。通过引入旋转调制技术抑制其影响，使得MIMU能够实现寻北应用，目前这方面已经得到比较多的研究。但是不足之处在于缺乏对MIMU的可观测性分析，而状态是否可观测与Kalman滤波能否准确估计误差状态量是紧密联系的。该文针对MIMU在静止、多位置、连续旋转3种情况下，基于实测数据用Kalman滤波分析其可观测性。结果表明：静止情况下MIMU的航向姿态角误差很大，无法自对准；通过绕航向轴及俯仰轴旋转的多位置方案，可以使得MIMU的误差状态量完全可观测；连续旋转情况下，Kalman滤波可以在较短时间内估计出航向角及天向加速度计零偏，并在一段时间后估计出方位陀螺漂移，但是无法准确估计出水平方向的陀螺漂移及加速度计零偏，不过寻北算法可以估计出水平方向的惯性器件常值误差。该研究结果为提高MIMU自对准精度以及评估其性能提供了途径和理论依据。
来源：2020年第1期
《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部
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