一种载有惯性测量单元的运载设备的制作方法

本发明属于惯性导航技术领域，具体涉及一种载有惯性测量单元的运载设备。

背景技术：

根据现有技术运载设备的导航定位中常使用惯性测量单元，惯性测量单元常用mems惯性传感器，mems惯性传感器使用时会受到偏差，误差会随时间和环境变化而发生显着变化导致测量读数出现较大偏差。为了执行校准，现有技术中逐渐有很多用于校准包括惯性单元的运载设备的方案，但仍有提高的空间，本发明旨在提供一种能够比现有技术更加精确校准的运载设备。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种载有惯性测量单元的运载设备，能够比现有技术更加精确的校准。

本发明所采用的技术方案是：一种载有惯性测量单元的运载设备，包括运载设备和安装在运载设备上的惯性测量单元，所述运载设备和惯性测量单元能在惯性参考系中移动，所述惯性测量单元包括mems惯性传感器、原子惯性传感器和存储器，所述mems惯性传感器、原子惯性传感器分别与存储器相连接，所述mems惯性传感器包括mems加速度计和mems陀螺仪，mems惯性传感器在一段时间内能获得多个连续的高采样率读数数据并发送至存储器，原子惯性传感器包括原子加速度计和原子陀螺仪，所述原子惯性传感器在一段时间内能获得在该时间段内累积运动的非连续低采样率读数数据并发送至存储器，所述存储器内载有卡尔曼滤波器，卡尔曼滤波器通过处理高采样率读数数据和非连续低采样率读数数据得到补偿的混合读数数据。

本发明的特点还在于：

卡尔曼滤波器通过将低采样率读数数据与多个高采样率读数数据进行比较，估算常规惯性传感器的一个或多个可观察到的误差；卡尔曼滤波器通过基于可观察误差的估计补偿高采样率读数来确定可观察误差，从而确定补偿的混合读数数据。

可观察误差包括偏差、比例因子、比例因子非线性、输入轴对准。

原子加速度计为冷原子加速度计，所述原子陀螺仪为冷原子陀螺仪。

mems惯性传感器和原子惯性传感器的数量均为多个。

惯性测量单元的测量方法包括如下步骤：

s1、在一段时间内从mems惯性传感器获得多个连续的高采样率读数数据，以及从原子惯性传感器获得在该时间段内累积运动的非连续低采样率读数数据。

s2、通过将低采样率读数数据与多个高采样率读数数据进行比较，估算mems惯性传感器的一个或多个可观察到的误差；

s3、通过基于一个或多个可观察误差的估计补偿高采样率读数来确定一个或多个可观察误差，从而确定补偿的混合读数数据。

本发明的有益效果是：

本发明一种载有惯性测量单元的运载设备，采用卡尔曼滤波器处理读数数据，基于原子惯性传感器具有提供非常精确的高分辨率感测，解决mems惯性传感器随时间和环境变化而发生显着变化导致测量读数出现较大偏差的问题，提供了比现有技术更加精确的校准。

附图说明

图1是本发明一种载有惯性测量单元的运载设备的惯性测量单元的结构示意图。

图中，1.mems惯性传感器，2.原子惯性传感器，3.存储器，4.卡尔曼滤波器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明创造做进一步详细说明。

一种载有惯性测量单元的运载设备，包括运载设备和安装在运载设备上的惯性测量单元，运载设备和惯性测量单元能在惯性参考系中移动。如图1，惯性测量单元包括mems惯性传感器、原子惯性传感器2和存储器3，mems惯性传感器、原子惯性传感器2分别与存储器3相连接。还可包括计算机，存储器3连接计算机。mems惯性传感器包括mems加速度计和mems陀螺仪。原子惯性传感器2包括冷原子加速度计和冷原子陀螺仪。存储器3内载有卡尔曼滤波器4，即卡尔曼滤波模块。mems惯性传感器在一段时间内能获得多个连续的高采样率读数数据并发送至存储器3的卡尔曼滤波器4，原子惯性传感器2在一段时间内能获得在该时间段内累积运动的非连续低采样率读数数据并发送至存储器3的卡尔曼滤波器4，卡尔曼滤波器4通过将低采样率读数数据与多个高采样率读数数据进行比较，估算常规惯性传感器的一个或多个可观察到的误差；卡尔曼滤波器4通过基于可观察误差的估计补偿高采样率读数来确定可观察误差，从而确定补偿的混合读数数据。存储器3存储非连续低采样率读数数据、高采样率读数数据、可观察误差和补偿的混合读数数据。可观察误差包括偏差、比例因子、比例因子非线性、输入轴对准。

一种载有惯性测量单元的运载设备的惯性测量单元的测量方法，包括如下步骤：

s1、在一段时间内从mems惯性传感器获得多个连续的高采样率读数数据，以及从原子惯性传感器2获得在该时间段内累积运动的非连续低采样率读数数据。

s2、通过将低采样率读数数据与多个高采样率读数数据进行比较，估算mems惯性传感器的一个或多个可观察到的误差。

s3、通过基于一个或多个可观察误差的估计补偿高采样率读数来确定一个或多个可观察误差，从而确定补偿的混合读数数据。

mems惯性传感器和原子惯性传感器2构成一组传感器机构，惯性测量单元包括多组传感器机构，每个轴线上设有两组传感器机构，每个轴线上设有两组传感器机构被定向为感测该轴线的运动。也可以是每组传感器机构中mems惯性传感器数量为两个，原子惯性传感器2数量为一个。

本发明一种载有惯性测量单元的运载设备，采用卡尔曼滤波器4处理读数数据，基于原子惯性传感器2具有提供非常精确的高分辨率感测，解决mems惯性传感器随时间和环境变化而发生显着变化导致测量读数出现较大偏差的问题，提供了比现有技术更加精确的校准。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。