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MEMS- IMU在組合導航中有哪些應用?
- 2019-12-09-

      MEMS- IMU與GPS組合使用.則可充分發揮兩者各自的優勢、取長補短完成較高精度導航任務.是目前MEMS- IMU應用的主要方式。


       1. MEMS- IMU與GPS組合優勢


       (1)系統精度提高


       利用GPS 的長期穩定性與高精度彌補MEMS- IMU 誤差隨時間累積的缺點:在衛星覆蓋不好的時間段內.MEMS- IMU有助于GPS提高精度。組合后的導航誤差實際上要比單獨的GPS接收機或單獨的慣導系統可能達到的誤差都小。


       (2)系統抗干擾能力增強


       利用MEMS IMU的短期高精度彌補GPS系統易受干擾信號易失鎖等缺點,同時借助MEMS. IMU的姿態信息、角速度信息可進一-步提高GPS接收機天線的定向操縱性能,使得GPS 系統可以快速捕獲或重新鎖定衛星信號。另外對于緊耦合系統慣導信息可以輔助GPS對信號的捕獲,提高接收機的跟蹤能力。


       (3)導航信息全輸出頻率高


       組合后的導航系統與GPS相比,除了可以提供載體運動的三維位置和速度信息外.還可提供加速度、姿態和航向信息;當前大部分GPS接收機的數據更新率為I Hz高性能接收機的數據更新率可以達到30 Hz ,但它的價格非常昂貴。組合系統可以提供100Hz甚至高于100Hz的數據更新率。


       (4)實現小型化低成本


       GPS與MEMS - IMU都具有體積小,成本低的優點,因而可以構成性能價格比優越的微型組合導航系統有利于組合導航系統大規模的使用和拓展新的應用領域。


       2.MEMS- IMU的不足與提高精度的方法


      目前基于MEMS技術的IMU精度較低,限制了其在組合導航中的進一步應用。除了隨著MEMS技術不斷進步從而提高器件本身的精度以外在使用時還可以通過其它-些技術手段在一定程度上提高其精度,以達到導航精度的要求。


      (1)M EMS慣性器件的標定技術


       由于加速度計,陀螺儀等慣性器件本身存在缺陷,會產生一些器件誤差如標度因數誤差等。另外在對IMU進行集成的時候,各個器件之間的非正交安裝會引起交叉耦合誤差。以上這些誤差可以通過器件標定來加以補償如在高精度轉臺上對MEMS. IMU位置速率標定'等,以達到提高其精度的目的。


       (2)捷聯慣導的誤差補償算法


       載體在實際的工作中總會存在一系列振動尤其是在惡劣的高動態環境下。這些振動會引|起載體產生圓錐運動、劃船運動等.捷聯應用的陀螺和加速度計將感受這些運動從而產性相應的測量誤差.由此產生導航解算誤差??梢酝ㄟ^圓錐誤差補償算法、劃船誤差補償算法等來減小誤差、提高導航精度。常用的有三子樣、四子樣等優化算法  。

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