苏瑞 邓宇 孙瑜

摘 要 本文给出了一种小型姿态系统的实现方法，介绍了该系统的硬件框图及数据解算。该系统基于MEMS器件搭建，采用模块设计，可实现小机动情况下的高精度姿态测量。最后给出机载试验的验证结果。

关键词 姿态系统;传感器

引言

在小型飞行器中，由于其本身的体积和重量都很小，要求飞行器導航系统上应用的运动测量设备既要保证一定的精度，又能尽量减小导航设备的体积和重量。传统的机械转子陀螺结构复杂，易磨损、寿命短，激光陀螺和光纤陀螺性能稳定、可靠性高，但其高昂的价格限制其在某些场合的应用。相比之下，基于微电子机械系统（MEMS）器件而搭建的惯性系统具有体积小、功耗低、质量轻、响应快、灵敏度高、成本低等优点，加以滤波和算法修正，可以达到在小型飞行器上的应用要求。

1系统概述

本姿态系统采用基于MEMS三轴陀螺仪和三轴加速度计构建的惯性系统，通过内置高性能处理器，采用捷联惯性姿态算法实现静态和动态角度测量。其中三轴加速度用于跟踪静态角度解算，三轴陀螺用于跟踪动态角度解算。可以测量的姿态参数包括全姿态横滚角、俯仰角、角速度和加速度等8路信号，通过RS232格式信号编码输出，并可通过D/A转换器以模拟信号形式输出各路信号，输出信号与角度/角速度/加速度呈线性关系。系统组成框图如图1。

2工作原理

本姿态系统采用模块化设计，包括电源模块、数字式惯性系统（包含IMU信息处理模块和捷联航姿解算模块）、DA输出模块、壳体和接插件等功能单元。……