金 梅， 张康宁， 金 菊， 于国辉， 李文超

（1.燕山大学河北省测试计量技术与仪器重点实验室，河北秦皇岛 066004；

2.河北工业大学土木工程学院，天津 300401； 3.秦皇岛视听机械研究所，河北秦皇岛 066000）

一种基于椭球约束的加速度计粒子群优化静态修正方法

金 梅1， 张康宁1， 金 菊2， 于国辉3， 李文超1

（1.燕山大学河北省测试计量技术与仪器重点实验室，河北秦皇岛 066004；

2.河北工业大学土木工程学院，天津 300401； 3.秦皇岛视听机械研究所，河北秦皇岛 066000）

研究了微机电系统加速度计基于椭球约束的静态修正法。根据微机电系统加速度计输出数学模型，采用标准粒子群优化算法估计微机电系统加速度计的输出数学模型中的刻度因数、零偏及正交误差。实验结果表明，该方法有效剔除了采样过程中的随机误差，粒子群优化方法的引入，使得微机电系统加速度计输出能够准确地反映其真实值。

计量学；微机电系统；加速度计；惯性运动跟踪；椭球约束；静态修正；粒子群优化算法

1 引 言

在惯性运动跟踪系统中，主要使用惯性微机电系统（MEMS：micro-electro-mechanical system）传感器和磁力计实现角度估计，因为MEMS陀螺仪存在明显的固有偏差和噪声误差，因此姿态角的累积误差会随时间而不断增长。为了修正陀螺仪的累积误差，人们引入了加速度计和磁力计作为参考。由于传感器的制造原因和使用环境，加速度计的输出存在一定的误差，限制了其使用效果，需要对其进行修正。根据重力加速度为固定矢量，人们目前先后提出了多种修正方法，主要有3类：第一类是根据加速度的幅值为1g，典型的有工程中普遍使用的最大值最小值法［1］，但该方法仅能估计标度因子误差和零位偏差，而且容易受到随机误差的干扰；……