段祥玉， 蒋 伟， 杨功流， 王岁儿， 孙艺丁

(1. 河南思维轨道交通技术研究院有限公司， 河南 郑州 450001； 2. 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院， 北京 1001912)

0 引 言

MEMS加工工艺的不断发展成熟， 使得MEMS加速度计和MEMS陀螺不断向高精度、 低成本、 低功耗发展， 微惯性传感器(陀螺、 加速度计)经历了单轴到3轴、 从单一惯性传感器到MEMS IMU 6自由度集成、 从6自由度到更多自由度集成化发展. 以ADIS16488战术级10自由度惯性传感器为例， 其集成3轴陀螺、 3轴加速度计、 3轴地磁传感器、 气压计及温度传感器[1]. 惯性导航系统是未来的发展趋势， MEMS惯性导航系统与光纤陀螺惯导系统将占据中低精度的主要市场[2]. 惯性导航系统具有自主性、 导航信息全、 实时性强等优点， 同时存在系统误差随时间发散的缺点. 为了有效抑制惯性导航系统的误差， 需要分析惯性导航系统误差特性， 从而有效抑制惯性导航系统误差的发散. 惯性导航系统误差包括确定性误差、 随机误差、 计算误差等， 其中确定性误差可通过标定方法补偿. 因而研究MEMS IMU标定方法、 分析MEMS陀螺及加速度计组件标定误差模型、 建立MEMS IMU准确标定误差补偿模型是十分重要的[3-5].

MEMS IMU中加速度计组件通常采用分立式标定方法， 利用转台提供高精度空间角位置信息， 对于MEMS加速度计以当地重力加速度为激励， 采用24位置、 12位置、 8位置、 6位置等多位置法进行标定[6]； 而MEMS陀螺组件采用速率法标定， 转台以一给定的正反转角速率作为标定模型输入信号[12]. 由于MEMS IMU精度较差……