改进的IMU传感器安装误差正交补偿方法*

马亚平, 魏　国, 周庆东

(哈尔滨工业大学 自动化测试与控制系，黑龙江 哈尔滨 150001)



改进的IMU传感器安装误差正交补偿方法*

马亚平, 魏国, 周庆东

(哈尔滨工业大学 自动化测试与控制系，黑龙江 哈尔滨 150001)

针对传统的正交补偿方法难以保证惯性测量单元具有较高的正交补偿精度的问题，提出了一种改进的适用于大角度和小角度安装误差角情形的正交补偿方法，该方法分别建立三轴加速度计和三轴光纤陀螺传感器的安装误差方程，对惯性测量单元进行速率标定和多位置静态标定，并利用最小二乘法求解惯性测量单元的安装误差方程参数。仿真和实验结果表明：该方法较传统的正交补偿方法具有较高的正交补偿精度和传感器标定精度，且回避了静态标定时在较大安装误差角下利用转位机构获得零偏存在较大误差的问题，大大地提高了标定效率。

惯性测量单元； 大角度安装误差； 正交补偿； 最小二乘法

0　引　言

捷联惯性系统是将加速度计和陀螺仪组成的惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)直接固连在运载体上(如测斜仪、舰艇和飞机等)，根据惯性传感器IMU提供的测量值来解算出运载体的姿态信息[1,2]。由于IMU本身存在机械加工工艺和安装结构的限制，不可避免地带来IMU传感器之间以及传感器与安装固件之间的非正交误差，这些误差统一称为IMU安装误差。针对捷联惯性导航系统要求精度较高的情况，需要具有较高的安装误差补偿计算精度[3]。

IMU的标定和安装误差补偿是针对IMU传感器建立相应的数学模型，并进行该数学模型参数计算的过程。……