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《基于偏振光與MEMS陀螺的航向角測量系統(tǒng)設計.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、104傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)2015年第34卷第1期DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)01-0104-03基于偏振光與MEMS陀螺的航向角測量系統(tǒng)設計支煒，褚金奎，王寅龍(大連理工大學精密與特種加工教育部重點實驗室。遼寧大連116024)摘要：針對飛行器控制中MEMS陀螺存在噪聲干擾和測量誤差，以及其誤差隨時間累積的缺點，采用偏振光傳感器作為量測信息，對其航向角信息進行矯正。詳細介紹了偏振光傳感器的測量原理，并建立MEMS陀螺與偏振光傳感器誤差的數(shù)學模型，在此
2、基礎上采用簡單有效的直接卡爾曼濾波方法進行數(shù)據融合。室內精密轉臺實驗測量結果表明：偏振光傳感器可以有效地修正角速度陀螺的航向信息，經過280S的實驗，誤差由原來的36．27。下降為6．05。，此最優(yōu)估計航向角可以為飛行控制提供精確的數(shù)據信息。關鍵詞：卡爾曼濾波；數(shù)據融合；航向角測量；偏振光傳感器中圖分類號：V249文獻標識碼：A文章編號：1000-9787(2015)O1-0104--03DesignofheadinganglemeasurementsystembasedonpolarizedlightandMEMSgyroscopeZHIWei，CH
3、UJin—kui，WANGYin—long(KeyLaboratoryforPrecision&Non-traditionalMachiningTechnology，MinistryofEducation，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China)Abstract：AimingatexistenceofnoiseinterferenceandmeasurementelTorinMEMSgymforaircraftcontrol，andtheerorwillaccumulatewithtime，emp
4、loyspolarizedlightsensorasmeasurementinformationtocorrectheadingangleinformationofaircraft．DescribemeasurementprincipleofpolarizedlightsensorindetailandsetupmathematicalmodelforMEMSgyroscopeandpolarizedlightsensoreln~or，onthisbasis，simpleandeffectivedirectKalmanfiheringiSusedfor
5、datafusion．Measurementresultofindoorpreciseturntableexperimentindicatesthatpolarizedlightsensorcaneffectivelycorrectheadinginforrn~ionofangularvelocitygyro，after280S，theerrordroppsfrom36．27。to6．05。，theoptimalestimationheadinganglecanprovideaccuratedatainformationforflighteontro1
6、．Keywords：Kalmanfiltering；datafusion；headinganglemeasurement；polarizedlightsensor0引言磁計受周圍環(huán)境中磁場的影響較大，穩(wěn)定性不強，并且在地在飛行器的飛行控制過程中，實時準確地獲得飛行器球兩極地區(qū)地球磁場幾乎垂直于地面，因此，在很多情況采在空中的航向和位置是保證飛行器安全的重要前提。盡管用此種方法測算水平航向角并不可靠。文獻[3]采用差分角速度陀螺可以進行單獨航向角度測量，但是由于飛行器GPS修正角速度陀螺的測量值，但由于差分GPS需要配置體積與承載能力的限制，飛行器中大多
7、采用MEMS角速度多天線，要求飛行載體具有較大的安裝空間，同時GPS信陀螺，但此種陀螺精度較低，系統(tǒng)誤差較大，并且由于被測號本身受制于人，屬于被動式導航，因此，在某些需要保密角度與陀螺輸出存在積分關系，角度會隨時間積累而不斷的場合并不適用。增大?，不適用于長時間載體航向角的確定。因此，如何本文采用自主式導航的偏振光傳感器修正角速度陀螺采用低精度陀螺傳感器進行長時間高精度導航成為目前導隨機誤差，并建立航向角度測量特征模型，采用直接式卡爾航領域的熱點。曼濾波方法對角速度陀螺和偏振光傳感器的輸出信號進行目前用來修正角速度陀螺的傳感器有很多種，文融合，算法簡單
8、實用，能夠獲得實時高精度無漂移的航向獻[2]采用磁強計與角速度陀螺組合測量角度，但由于強角。收
