付建立

（中航航空电子有限公司，北京100098）

M EM S陀螺静态误差补偿方法研究

付建立

（中航航空电子有限公司，北京100098）

针对典型MEMS陀螺静态误差大、影响工程上使用的难题，提出基于时间序列模型的Kalman滤波方法。通过对典型MEMS陀螺数据进行分析，提取其趋势项，进行周期检验与相关性分析，建立时间序列模型；针对建立的时间序列模型，提出利用Kalman滤波方法，消除零位不稳定性。仿真及试验结果表明，该解算方法能够有效补偿MEMS陀螺静态误差，显著提升其静态指标。

误差补偿；静态误差；Kalman滤波；零位不稳定性

Abstract：In view of the large static error of typicalMEMSgyroscope and the difficult problem in engineering，a Kal⁃man filteringmethod based on time seriesmodel is proposed．Based on the typical MEMS gyro data analysis，extraction of the trend analysis，periodic inspection and correlation，time seriesmodel is established．According to the time sequence model，proposed using Kalman filteringmethod to eliminate the zero stability．Simulation and experimental results show that the proposed method can effectively compensate the static error of MEMSgyro and improve its static index significantly．

Key w ords：error compensation;static error;Kalman filtering;zero instability

0 引言

MEMS概念的首议者、美国著名物理学家Fey⁃man曾经指出，MEMS技术发展的一个问题就是如何用低精度工具制造高精度产品。对MEMS惯性器件进行误差补偿是提高其精度的一个重要手段，因此，很多MEMS技术领先的研究机构将研究的重点转型MEMS陀螺结构误差建模和误差补偿方法的研究，以提高陀螺的性能和鲁棒性。

在补偿 MEMS惯性器件或惯性测量单元（IMU）误差时，诸如零偏、零偏不稳定性、标度因数误差、失准角和随机噪声等，需要建立起其误差模型和进行模型参数辨识，然后实施补偿。误差模型可以分为静态误差模型、动态误差模型和随机误差模型。对于静态误差模型和动态误差模型一般认为是与载体运动的速度、加速度等有关的确定性误差项，可通过试验标定并补偿。对于零位不稳定性误差模型，只能采用合理的模型辨识和参数估计方法。

陀螺零位不稳定性是陀螺仪的重要特性，国内外在陀螺漂移测试及建模方面做了大量工作。……