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基于模糊自适应滤波的MIMU/GNSS组合导航算法 被引量：1
1
作者 严恭敏 吕佩儒 杨小康 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第6期538-545,共8页
量测噪声的剧烈变化易导致组合导航精度下降甚至发散。针对车载微机电惯性测量单元/全球卫星导航系统(MIMU/GNSS)组合导航场景中量测噪声变化时Sage-Husa自适应滤波收敛慢的问题,提出一种基于高斯隶属函数模糊自适应的组合导航算法。采... 量测噪声的剧烈变化易导致组合导航精度下降甚至发散。针对车载微机电惯性测量单元/全球卫星导航系统(MIMU/GNSS)组合导航场景中量测噪声变化时Sage-Husa自适应滤波收敛慢的问题,提出一种基于高斯隶属函数模糊自适应的组合导航算法。采用高斯隶属函数模糊推理系统,实时修正难以精确建模的量测噪声,提高滤波器对量测噪声变化的跟踪性能,从而提升导航精度。仿真与车载实验表明:所提算法解决了量测噪声变化时Sage-Husa自适应滤波算法收敛慢的问题,其跟踪收敛时间分别缩短了57.7%和41.1%,遮挡路段定位精度分别提高了11.3%和46.2%,遮挡结束后精度分别提高了23.9%和73.2%。 展开更多
关键词 mimu/GNSS组合导航 Gauss隶属函数 模糊自适应 车载导航系统
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基于遗传算法的无转台MIMU误差标定方法
2
作者 董千慧 孙骞 +1 位作者 李昆 李唯一 《大学物理实验》 2025年第6期70-76,共7页
为解决传统微型惯性测量单元(Micro Inertial Measurement Unit,MIMU)高精度标定时程序复杂且转台设备昂贵,不便于在本科实验教学中开展的问题,本文结合惯性传感器测试的教学要求,设计了一个基于遗传算法的无转台MIMU误差标定教学实验... 为解决传统微型惯性测量单元(Micro Inertial Measurement Unit,MIMU)高精度标定时程序复杂且转台设备昂贵,不便于在本科实验教学中开展的问题,本文结合惯性传感器测试的教学要求,设计了一个基于遗传算法的无转台MIMU误差标定教学实验方案。该方案利用小波降噪法对MIMU测量值中的随机噪声进行降噪预处理,设计了MIMU多位置旋转方案来激励相关误差,构建了MIMU误差函数,并以此作为遗传算法中的目标函数,通过对目标函数的搜索寻优实现对MIMU误差参数的有效辨识。本方案为低成本惯性导航系统测试教学提供了参考,同时可培养学生开展独立科学研究的能力,通过可提高学生理论联系实际的能力,使其掌握建模、仿真和数据分析的基本方法,提高其解决实际工程问题的能力。 展开更多
关键词 mimu 免转台标定 遗传算法 寻优
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MIMU／GPS嵌入式组合导航中GPS信号非相干搜索算法分析 被引量：3
3
作者 唐康华 黄新生 +1 位作者 吴美平 胡小平 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期258-264,共7页
对于GPS信号的搜索捕获采用长积分时间相干搜索算法,会导致频率的搜索范围增加,而采用非相干积分搜索算法将增加平方损失．针对非相干搜索算法中由于多普勒频移估计偏差和码移估计偏差的影响而导致的平方损失,提出了基于微惯性测量单元M... 对于GPS信号的搜索捕获采用长积分时间相干搜索算法,会导致频率的搜索范围增加,而采用非相干积分搜索算法将增加平方损失．针对非相干搜索算法中由于多普勒频移估计偏差和码移估计偏差的影响而导致的平方损失,提出了基于微惯性测量单元MIMU／GPS嵌入式组合导航辅助的时域非相干搜索算法来提高对卫星信号的捕获能力,并对其捕获性进行仿真分析研究．结果表明,采用MIMU辅助的时域非相干搜索算法可以提高对GPS信号的捕获能力． 展开更多
关键词 非相干搜索算法 mimu/GPS嵌入式组合导航 mimu辅助
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一种用于MIMU阵列数据融合的加权平均算法
4
作者 潘康康 李晓莹 袁广民 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第11期119-122,共4页
针对消费级微惯性测量单元(MIMU)精度低,稳定性差,解算导航信息发散严重等问题,提出了一种用于MIMU阵列数据融合的加权平均算法。首先设计MIMU阵列电路模块;其次针对本文MIMU阵列中的加速度计和陀螺仪建立加权平均融合算法模型,由此模... 针对消费级微惯性测量单元(MIMU)精度低,稳定性差,解算导航信息发散严重等问题,提出了一种用于MIMU阵列数据融合的加权平均算法。首先设计MIMU阵列电路模块;其次针对本文MIMU阵列中的加速度计和陀螺仪建立加权平均融合算法模型,由此模型计算其权重并实现数据融合;最后对融合后的加速度计和陀螺仪信息进行仿真评估。经测试,与单一MIMU相比,数据融合后阵列MIMU陀螺的三轴零偏不稳定性和角度随机游走分别降低了63.4%和63.1%,数据稳定性提升60.2%。 展开更多
关键词 微惯性测量单元阵列 加权平均融合 随机误差辨识
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基于MIMU的振动误差建模与实时补偿研究
5
作者 何绍玮 蔡麒 +1 位作者 王国栋 曹慧亮 《舰船电子工程》 2025年第8期115-122,共8页
针对振动环境下微惯性测量单元(MIMU)的输出误差较大的问题,推导了线振动条件下四质量块微机械(MEMS)陀螺的动力学误差模型,仿真了不同振动频率环境下四质量块MEMS陀螺的输出特性,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的MIMU实时振动补偿... 针对振动环境下微惯性测量单元(MIMU)的输出误差较大的问题,推导了线振动条件下四质量块微机械(MEMS)陀螺的动力学误差模型,仿真了不同振动频率环境下四质量块MEMS陀螺的输出特性,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的MIMU实时振动补偿方法。从四质量块MEMS陀螺的动力学方程入手,推导了线振动环境下四质量块MEMS陀螺检测模态的振动误差位移,分析了不同振动频率对MEMS陀螺输出的影响,设计了基于EKF的实时振动补偿上位机。振动试验表明,振动补偿前后MIMU的x、y、z三个轴向的陀螺和加速度计的标准差均降低了70%及以上,随机游走均降低了80%及以上,具有重要的工程实用价值。 展开更多
关键词 动力学模型 微惯性测量单元 扩展卡尔曼滤波 振动补偿 实时滤波
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大失准角下MIMU空中快速对准技术 被引量：20
6
作者 曹娟娟 房建成 盛蔚 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1395-1400,共6页
为了提高微小型无人机空中的反应速度和作业精度,提出将基于模型误差预测的扩展卡尔曼滤波(MEP-EKF)方法应用在大失准角下微惯性测量单元(MIMU)的空中对准中,通过不同机动飞行策略的仿真结果,证实MEP-EKF算法不仅能够实时估计出系统的... 为了提高微小型无人机空中的反应速度和作业精度,提出将基于模型误差预测的扩展卡尔曼滤波(MEP-EKF)方法应用在大失准角下微惯性测量单元(MIMU)的空中对准中,通过不同机动飞行策略的仿真结果,证实MEP-EKF算法不仅能够实时估计出系统的模型误差,而且将其与扩展卡尔曼滤波(EKF)和Unscented卡尔曼滤波(UKF)方法进行了仿真比较,结果表明MEP-EKF算法在方位误差角的估计上,取得了比EKF和UKF精度高的仿真结果,使得方位失准角由30°快速下降到1°左右,而且MEP-EKF所需时间仅是UKF的17%。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 空中对准 预测滤波 EKF UKF mimu GPS
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MIMU/GPS组合导航建模及GPS时间延迟补偿算法研究 被引量：9
7
作者 钱山 李鹏奎 +1 位作者 张士峰 蔡洪 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期1432-1435,共4页
针对MIMU/GPS组合导航误差状态方程建模问题,利用惯导误差系数替代惯导测量误差作为状态向量,推导了新的组合导航误差状态方程。然后针对MIMU/GPS组合导航的数据时间同步问题,提出了一种新的GPS时间延迟补偿算法。该算法将GPS信息真实... 针对MIMU/GPS组合导航误差状态方程建模问题,利用惯导误差系数替代惯导测量误差作为状态向量,推导了新的组合导航误差状态方程。然后针对MIMU/GPS组合导航的数据时间同步问题,提出了一种新的GPS时间延迟补偿算法。该算法将GPS信息真实时间点上的MIMU状态参数与GPS信息进行组合滤波,并结合卡尔曼滤波状态转移矩阵将组合滤波的结果递推到当前时刻,作为MIMU下一步计算的初值,解决了组合导航数据的时间同步问题。仿真计算表明:新的组合导航模型具有较高的计算精度,时间延迟补偿算法有效可行。 展开更多
关键词 mimu/GPS组合导航 误差状态方程 数据同步 惯导误差系数 卡尔曼滤波
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MIMU信号去噪方法的对比研究 被引量：8
8
作者 胡健 周百令 +1 位作者 马云峰 张雪 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2006年第5期17-20,共4页
采用“中值平均法”、“FIR数字滤波器滤波法”、“小波去噪”三种不同的方法对MIMU的输出信号进行去噪处理。通过对处理结果的比较研究,证实了小波变换算法在信号去噪处理中的适用性和优越性,并且编写了实时信号处理软件,提高了MIMU的... 采用“中值平均法”、“FIR数字滤波器滤波法”、“小波去噪”三种不同的方法对MIMU的输出信号进行去噪处理。通过对处理结果的比较研究,证实了小波变换算法在信号去噪处理中的适用性和优越性,并且编写了实时信号处理软件,提高了MIMU的输出精度,从而提高了惯导系统的精度。 展开更多
关键词 小波分析 数字滤波 去噪处理 mimu
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基于DSP的MIMU/GPS组合导航系统研究 被引量：11
9
作者 黄丽斌 周百令 单茂华 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第3期12-15,共4页
介绍了一种以DSP为核心的MIMU/GPS组合导航系统设计,它具有体积小、成本低等优点。针对系统噪声难于准确统计的情况,系统采用了一种适用于系统噪声协方差阵未知情况下的自适应卡尔曼滤波算法,用它作为组合算法,并对组合导航系统进行了... 介绍了一种以DSP为核心的MIMU/GPS组合导航系统设计,它具有体积小、成本低等优点。针对系统噪声难于准确统计的情况,系统采用了一种适用于系统噪声协方差阵未知情况下的自适应卡尔曼滤波算法,用它作为组合算法,并对组合导航系统进行了数字仿真。结果表明:该自适应滤波算法可以有效地抑制滤波发散,增强了系统对环境的适应性。 展开更多
关键词 DSP mimu/GPS组合导航系统 系统设计 数字信号处理器 自适应卡尔曼滤波 捷联导航计算机 微型惯性测量组合
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MIMU/GPS组合导航系统小型化设计 被引量：12
10
作者 包超 郭美凤 +1 位作者 周斌 刘刚 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第1期116-119,共4页
为满足小型无人机、手持制导设备及无人探测车等对低成本轻重量导航系统需求,应用MEMS惯性测量单元和GPS接收机模块,完成MIMU/GPS组合导航系统小型化设计。组合导航计算模块基于DSP+FPGA+FLASH设计完成,实现多传感器通信、串并行数据转... 为满足小型无人机、手持制导设备及无人探测车等对低成本轻重量导航系统需求,应用MEMS惯性测量单元和GPS接收机模块,完成MIMU/GPS组合导航系统小型化设计。组合导航计算模块基于DSP+FPGA+FLASH设计完成,实现多传感器通信、串并行数据转换及与上位机人机交互等功能。将计算模块、电源模块、MIMU及GPS接收机集成到嵌入式MIMU/GPS组合导航系统中,完成的系统直径80 mm,高度80 mm,质量不超过600 g。对集成后系统进行定点动姿态实验,结果表明:该组合导航系统定点位置测量精度在1 m以内,动姿态测量精度姿态角在0.1°以内,航向角在0.5°以内。 展开更多
关键词 mimu GPS组合导航系统 嵌入式系统 小型化
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基于MIMU的输电线路运动监测技术 被引量：4
11
作者 杨金显 王鹏飞 +2 位作者 罗宇锋 杨闯 李双磊 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期795-800,共6页
在分析当前输电线运动监测技术优缺点的基础上,提出一种基于MIMU的输电线路运动监测技术。采集MIMU时间序列信号建立ARMA模型,对比力和角速度信号进行Kalman滤波处理;由于平动和转动的幅值是由比力和角速度积分所得,以各轴比力平方和与... 在分析当前输电线运动监测技术优缺点的基础上,提出一种基于MIMU的输电线路运动监测技术。采集MIMU时间序列信号建立ARMA模型,对比力和角速度信号进行Kalman滤波处理;由于平动和转动的幅值是由比力和角速度积分所得,以各轴比力平方和与角速度平方作为衡量输电线平动和转动幅度的标准,并对数据进行分段,通过计算数据段间的欧式相似度衡量数据的变异程度来评估输电线平动和转动的幅度及变化趋势,对测得加速度和角速度做FFT变换得出运动频率。为验证运动监测技术,设计转台摇摆模拟输电线3种不同幅值运动,将数据进行上述算法处理,结果表明,估计出的平动和转动幅度趋势和幅值变化相同,且精确识别施加的频率为2Hz。实验室条件下,搭建的模拟系统正常工作。 展开更多
关键词 mimu 输电线 运动监测 时间序列模型 相似度
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MIMU/GPS组合导航系统研究 被引量：4
12
作者 杨艳娟 金志华 +1 位作者 田蔚风 钱峰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第5期1-4,共4页
根据智能交通对车辆导航和定位的要求,研究了MIMU与GPS松散组合导航系统,以速度、位置作为观测量设计了Kalman 滤波器。为了验证系统的性能,利用MIMU实验室测试数据和GPS仿真数据对该组合导航系统进行了半物理仿真,分别给出了纯MIMU、... 根据智能交通对车辆导航和定位的要求,研究了MIMU与GPS松散组合导航系统,以速度、位置作为观测量设计了Kalman 滤波器。为了验证系统的性能,利用MIMU实验室测试数据和GPS仿真数据对该组合导航系统进行了半物理仿真,分别给出了纯MIMU、组合导航系统及GPS信号短时间丢失时的位置误差仿真曲线。分析结果表明组合系统具有良好的长期工作精度,能够满足车辆导航和定位的要求。 展开更多
关键词 mimu/GPS组合导航系统 智能交通 松散组合导航系统 半物理仿真 车辆导航 车辆定位 交通管理
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基于自适应滤波器的MIMU/GPS组合系统的研究 被引量：7
13
作者 唐康华 吴美平 胡小平 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2007年第4期398-401,共4页
设计了微惯性测量单元/卫星导航(MIMU/GPS)组合导航系统原理样机。针对低成本MIMU/GPS组合导航中的Kalman滤波器设计滤波参数(包括系统噪声方差阵Q和测量噪声协方差阵R)影响的问题,系统的分析了Kalman滤波器参数的选取对系统状态变量的... 设计了微惯性测量单元/卫星导航(MIMU/GPS)组合导航系统原理样机。针对低成本MIMU/GPS组合导航中的Kalman滤波器设计滤波参数(包括系统噪声方差阵Q和测量噪声协方差阵R)影响的问题,系统的分析了Kalman滤波器参数的选取对系统状态变量的估计精度和收敛性能的影响。根据分析设计了自适应估计技术的Kalman滤波器。试验结果表明:对于低成本MIMU/GPS组合导航采用自适应估计技术估计可得到满意的性能,在静态条件下,位置精度优于5 m(标准差),速度精度优于0.1 m/s;系统提供水平姿态角精度优于0.2°;航向角精度优于0.5°(磁罗盘辅助)。 展开更多
关键词 mimu/GPS组合导航 自适应卡尔曼滤波器 滤波器参数 姿态角
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卫星/MIMU嵌入式导航接收机抗干扰性能分析 被引量：5
14
作者 唐康华 黄新生 胡小平 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期50-55,共6页
为了提高武器在恶劣敌对环境中的生存能力,高抗干扰的嵌入式导航技术越来越受到研究者的关注。在分析卫星/MIMU嵌入式组合导航接收机系统原理的基础上,详细分析了采用MIMU信息辅助卫星接收机跟踪环路,提高多普勒频率估算精度,达到提高... 为了提高武器在恶劣敌对环境中的生存能力,高抗干扰的嵌入式导航技术越来越受到研究者的关注。在分析卫星/MIMU嵌入式组合导航接收机系统原理的基础上,详细分析了采用MIMU信息辅助卫星接收机跟踪环路,提高多普勒频率估算精度,达到提高系统动态性能和抗干扰性能的要求。然后进一步分析了卫星/MIMU嵌入式组合导航接收机系统抗干扰能力,并以GPS接收机为例,对GPS/MIMU嵌入式导航接收机抗干扰性能进行了仿真。仿真结果表明,卫星/MIMU嵌入式组合导航接收机比一般的卫星接收机跟踪抗干扰性能至少有11dB的提高。 展开更多
关键词 卫星/mimu 嵌入式组合导航接收机 抗干扰能力
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基于MIMU的弹道修正引信弹道参数解算及对MIMU的精度要求 被引量：6
15
作者 申强 李世义 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2002年第2期35-39,共5页
研究了基于 MIMU的弹道修正引信弹道参数解算算法 ,并用这套算法对 MIMU各惯性器件精度进行了分析 ,发现各惯性器件精度对弹道参数解算精度的影响各不相同 ,并相互独立。确定了以某火箭为背景的弹道弹修正引信用 MIMU应满足的精度。
关键词 mimu 弹道修正引信 弹道参数 解算 精度 算法
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MIMU系统设计及MEMS陀螺仪温度漂移补偿 被引量：4
16
作者 姚军军 任建新 +1 位作者 贾继超 王晓彬 《测控技术》 CSCD 北大核心 2010年第11期22-25,共4页
针对温度对MEMS陀螺仪的零偏影响较大的问题,以LCG50型陀螺仪为试验对象,通过温度试验拟合出零偏、温度测量值与时间的函数关系,并利用拉格朗日插值法建立了全温度范围内陀螺仪零偏的温度补偿模型,同时进行了MIMU系统DSP温度补偿程序设... 针对温度对MEMS陀螺仪的零偏影响较大的问题,以LCG50型陀螺仪为试验对象,通过温度试验拟合出零偏、温度测量值与时间的函数关系,并利用拉格朗日插值法建立了全温度范围内陀螺仪零偏的温度补偿模型,同时进行了MIMU系统DSP温度补偿程序设计。实验结果表明,利用此温度补偿模型可有效地抑制陀螺仪零偏,提高惯性测量单元的测量精度,具有很好的实用价值。 展开更多
关键词 mimu MEMS惯性传感器 零偏 温度补偿 拉格朗日插值法
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低成本MIMU/GPS组合导航系统设计与实验 被引量：3
17
作者 周姜滨 袁建平 岳晓奎 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期215-219,共5页
高精度惯性传感器的昂贵价格在一定程度上限制了惯性导航系统(INS)的进一步推广应用,然而低成本微型惯性测量单元(MIMU)的出现,为INS的推广应用了带来了新的契机。文中提出了一种适合于工程应用的低成本MIMU/GPS组合导航系统的结构与方... 高精度惯性传感器的昂贵价格在一定程度上限制了惯性导航系统(INS)的进一步推广应用,然而低成本微型惯性测量单元(MIMU)的出现,为INS的推广应用了带来了新的契机。文中提出了一种适合于工程应用的低成本MIMU/GPS组合导航系统的结构与方案,并给出了组合导航系统位置速度交替组合模式的数学模型。考虑到未知工作环境中各类噪声统计参数的未确定性易使经典的卡尔曼滤波器发散,因此文中采用了闭环自适应卡尔曼滤波器对子系统的数据进行融合处理;设计了低成本的组合导航系统原理样机,并进行了跑车实验。跑车实验及事后数据处理分析结果表明:该系统具有较高的长时间导航精度以及良好的可靠性和鲁棒性。 展开更多
关键词 mimu GPS 组合导航 自适应卡尔曼滤波
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MIMU辅助旋转弹丸GPS接收机跟踪环路设计 被引量：3
18
作者 陈跃鹏 李东光 杨士义 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第2期173-177,共5页
在GPS导航定位系统中,多普勒频移直接影响接收机的跟踪性能.为了克服多普勒频移的影响,对高速旋转的弹载单天线GPS接收机跟踪环路进行了研究.分析了弹丸旋转产生的复杂多普勒频移的影响因素,给出了多普勒频移的数学模型,提出采用MIMU估... 在GPS导航定位系统中,多普勒频移直接影响接收机的跟踪性能.为了克服多普勒频移的影响,对高速旋转的弹载单天线GPS接收机跟踪环路进行了研究.分析了弹丸旋转产生的复杂多普勒频移的影响因素,给出了多普勒频移的数学模型,提出采用MIMU估计多普勒频移的方法设计二阶载波跟踪环路,建立了环路的模型,并对环路的跟踪性能进行了MATLAB仿真.结果表明:MIMU辅助的跟踪环路与无辅助的跟踪环路比较,带宽窄,能有效地抑制噪声干扰,较好地实现了对旋转信号的跟踪. 展开更多
关键词 GPS mimu 多普勒频移 跟踪环路 旋转
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基于椭球拟合的MIMU系统自标定方法 被引量：3
19
作者 刘宇 杨磊 +2 位作者 邸克 李博 司学迁 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期292-295,共4页
针对微惯性测量单元(MIMU)测量精度的提高,提出一种自适应的MIMU系统自标定方法。通过MIMU系统陀螺仪和加速度计误差模型分析,将陀螺仪和加速度计的误差模型转化为一个线性回归方程,使用椭球拟合的最小二乘方法对MIMU系统进行拟合,最后... 针对微惯性测量单元(MIMU)测量精度的提高,提出一种自适应的MIMU系统自标定方法。通过MIMU系统陀螺仪和加速度计误差模型分析,将陀螺仪和加速度计的误差模型转化为一个线性回归方程,使用椭球拟合的最小二乘方法对MIMU系统进行拟合,最后运用多次拟合模式进行总体标定。采用实验室三轴转台进行实验验证,得到标定的姿态测量系统的精度提高了3个数量级,证实了此标定方案的可行性。 展开更多
关键词 椭球拟合 最小二乘 自标定 自适应 微惯性测量单元(mimu)
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数字罗盘辅助实现MIMU静基座初始对准 被引量：5
20
作者 马建军 郑志强 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期2260-2263,共4页
针对低成本MIMU中MEMS陀螺精度低,不能独立完成初始方位对准的问题,提出了基于数字罗盘辅助实现MIMU粗对准,再利用UKF方法实现精对准的低成本MIMU初始对准方法。介绍了数字罗盘的基本原理、分析了航向误差的产生原因,给出了基于最小二... 针对低成本MIMU中MEMS陀螺精度低,不能独立完成初始方位对准的问题,提出了基于数字罗盘辅助实现MIMU粗对准,再利用UKF方法实现精对准的低成本MIMU初始对准方法。介绍了数字罗盘的基本原理、分析了航向误差的产生原因,给出了基于最小二乘法的误差补偿方案;设计了基于数字罗盘辅助MIMU的粗对准和基于UKF的非线性精对准方案,分析了粗对准精度,建立了包含航向角误差的非线性对准模型;MIMU初始对准仿真结果表明该方法具有满意的对准性能。 展开更多
关键词 数字罗盘 mimu 初始对准 UKF
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