基于MEMS陀螺儀的尋北定向關(guān)鍵技術(shù)研究及其系統(tǒng)實(shí)現(xiàn).pdf

1、快速化小型化一直是近來(lái)慣性尋北研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，微機(jī)械陀螺具有低成本、中精度、微尺寸、低功耗、抗高過(guò)載、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)?；贛EMS陀螺儀的尋北系統(tǒng)可以減小成本低，縮小體積，降低使用難度等優(yōu)點(diǎn)。
　　本文以實(shí)際工程應(yīng)用為背景，詳細(xì)闡述了一套基于MEMS陀螺儀的低成本的尋北系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，根據(jù)系統(tǒng)的需求和指標(biāo)，本文首先闡述了尋北的關(guān)鍵技術(shù)及尋北的常見(jiàn)方案，并且針對(duì)本文所設(shè)計(jì)的尋北系統(tǒng)提出本系統(tǒng)的尋北方案。
　　本文詳細(xì)闡述了

2、尋北系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，包括系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)及上位機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為傳感器的測(cè)量提供了硬件平臺(tái)，也可以按預(yù)定的程序執(zhí)行上位機(jī)的指令。為了能使系統(tǒng)在任何地點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，本系統(tǒng)加入了GPS定位，獲取當(dāng)前位置的經(jīng)緯度，無(wú)需另外單獨(dú)測(cè)量。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了上位機(jī)，上位機(jī)通過(guò)串口和下位機(jī)進(jìn)行通信，上位機(jī)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的初始化、尋北系統(tǒng)的控制以及尋北算法解算等功能。
　　誤差的消除是本課題研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容，根據(jù)本課題所使用的陀螺儀

3、和加速度計(jì)，分析了它們的誤差，針對(duì)陀螺儀和加速度的系統(tǒng)確定性誤差，設(shè)計(jì)了陀螺儀和加速度計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定算法。經(jīng)過(guò)分析可知，低成本MEMS陀螺儀和加速度計(jì)的時(shí)變零偏較小可以忽略，所以只標(biāo)定固定零偏。不借助其他設(shè)備就可以速標(biāo)定傳感器的尺度因子、零偏等，本課題設(shè)計(jì)了標(biāo)定算法。
　　針對(duì)陀螺儀和加速度計(jì)的隨機(jī)噪聲比較大的問(wèn)題，本課題利用小波變換對(duì)隨機(jī)噪聲進(jìn)行濾波，濾波前后的都通過(guò)Allan方差對(duì)比了白噪聲強(qiáng)度。為了降低硬件成本，本系統(tǒng)將傳感器