基于MEMS_GPS_地磁组合的弹体姿态解算.pdf

基于MEMS_GPS_地磁组合的弹体姿态解算 MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）惯性器件由于具有自治性、连续性和隐蔽性等优点，广泛应用于载体姿态解算中。然而，MEMS惯性器件的制作精度和误差积累问题使得解算出的姿态信息并不准确。同时，地磁传感器可以实现高精度的姿态测量，但不能独立解算出姿态信息。因此，为了提高惯导姿态解算的精度，需要采用GPS、地磁辅助惯导进行姿态解算。 本文的设计方案是在传统惯导姿态解算误差状态方程的基础上，将地磁和GPS解算的滚转、偏航和俯仰角与惯导解算出的相应角的差值添加到传统惯导姿态解算误差状态方程中，以速度误差和滚转、偏航和俯仰角誤差为量测值，估计出组合系统的姿态误差，并与惯导解算出的姿态误差进行对比，从而验证所提出的方法的可行性。 MEMS惯性器件的优点包括： 1. 自治性：MEMS惯性器件可以独立工作，不需要外部输入信号。 2. 连续性：MEMS惯性器件可以连续测量载体的姿态信息。 3. 隐蔽性：MEMS惯性器件可以在载体内部工作，不会受到外部干扰的影响。 然而，MEMS惯性器件也存在一些问题，例如： 1. 制作精度问题：MEMS惯性器件的制作精度会影响其测量结果的准确性。 2. 误差积累问题：MEMS惯性器件的误差会随着时间的推移而积累，从而影响姿态解算的准确性。 地磁传感器可以实现高精度的姿态测量，但不能独立解算出姿态信息。GPS可以提供位置和速度信息，但不能提供姿态信息。因此，需要将地磁传感器和GPS结合起来，使用它们的优点，弥补各自的缺陷，以提高惯导姿态解算的精度。 本文提出的方法可以提高惯导姿态解算的精度，提高载体的姿态信息的准确性，从而提高载体的导航和控制能力。本文的贡献在于： 1. 提出了基于MEMS_GPS_地磁组合的弹体姿态解算方法。 2. 验证了该方法的可行性和有效性。 本文的研究结果表明，基于MEMS_GPS_地磁组合的弹体姿态解算方法可以提高惯导姿态解算的精度，提高载体的姿态信息的准确性，从而提高载体的导航和控制能力。