王国栋，孙丽艳，王振凯，杨 亮

(北京航天控制仪器研究所，北京 100094)

0 引言

随着微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)惯性器件精度的不断提升，微纳卫星、机器人、无人机和影视特拍等军、民用领域越来越多地采用MEMS惯性器件作为姿态测量和导航的重要部件产品[1-2]。高精度的MEMS陀螺仪作为角速率测量的惯性器件，是实现精确姿态测量和导航的核心关键[3-4]。MEMS陀螺仪的精度取决于仪表的设计、加工、标定和误差补偿等多个环节[5-7]。其中，设计和加工是保证MEMS陀螺仪精度的前端环节，标定和补偿是保证和提升MEMS陀螺仪精度的后端环节。对于MEMS陀螺仪标定和补偿的前提是其各项误差参数具有稳定的性质或变化规律，这样才能通过标定予以去除和补偿。陀螺仪的零偏具有一定的漂移性，很难通过常规的全温标定方法[8-9]予以完全补偿。这是由于MEMS陀螺仪的零偏取决于自身结构以及封装应力、材料缺陷、电路偏移等多种因素，所有这些因素都与温度有关。随着温度的变化，各种影响因素的特性会发生变化，导致陀螺仪的零偏产生相应的漂移。当陀螺仪工作时，其零偏漂移主要由自身发热所引起[10]，以及在整个器件工作过程中其他变化因素变化而引起的漂移。

为了消除温度对陀螺仪零偏的影响[11]，往往会通过测量不同温度点下的陀螺仪零偏，建立零偏关于温度的数学模型，实现陀螺仪的零偏误差补偿[12]。然而，这种模型一般是针对陀螺仪整个工作温度范围而建立的，在大的温度变化范围内能够实现零偏的误差建模和补偿。……