一种MEMS惯性组件及姿态修正方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113639746A(43)申请公布日2021.11.12(21)申请号202110990853.4(22)申请日2021.08.26(71)申请人陕西华燕航空仪表有限公司地址723000陕西省汉中市南郑区大河坎镇(72)发明人徐小军黄树峰郝晶田蓓王瑞(74)专利代理机构成都市鼎宏恒业知识产权代理事务所(特殊普通合伙)51248代理人罗超(51)Int.Cl.G01C21/16(2006.01)G01C25/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种MEMS惯性组件及姿态修正方法(57)摘要本发明公开了一种MEMS惯性组件及姿态修正方法，该MEMS惯性组件包括：MEMS惯性测量单元，所述MEMS惯性测量单元上设有转接板；磁罗盘，所述磁罗盘通过所述转接板设于所述MEMS惯性测量单元上；电路板，所述电路板与所述MEMS惯性测量单元以及所述磁罗盘均电连接。低成本、体积小、精度高一直是备份显示系统惯性测量模块的设计目标，本发明选用低成本、体积小、高可靠性的MEMS惯性测量单元与磁罗盘，在导航状态利用磁航向对系统航向进行修正，利用大气信息与导航解算参数进行数据融合，同时加入加计调平算法修正姿态误差，可保证系统精度。CN113639746ACN113639746A权利要求书1/1页1.一种MEMS惯性组件，其特征在于，包括：MEMS惯性测量单元，所述MEMS惯性测量单元上设有转接板；磁罗盘，所述磁罗盘通过所述转接板设于所述MEMS惯性测量单元上；电路板，所述电路板与所述MEMS惯性测量单元以及所述磁罗盘均电连接。2.根据权利要求1所述的MEMS惯性组件，其特征在于，还包括：至少一个支柱，每一所述支柱均包括螺纹段和支撑连接段，所述螺纹段上设有螺母，所述MEMS惯性测量单元上设有供所述螺纹段穿过的第一连接孔，所述螺纹段穿过所述第一连接孔后通过所述螺母被锁紧在所述MEMS惯性测量单元上；至少一个第一螺栓，所述转接板上设有供所述第一螺栓穿过的第二连接孔，所述第一螺栓穿过所述第二连接孔后与所述支撑连接段螺纹连接。3.根据权利要求1所述的MEMS惯性组件，其特征在于还包括：至少一个第二螺栓，所述磁罗盘上设有供所述第二螺栓穿过的第三连接孔；至少一个连接凸起，所述连接凸起设于所述转接板上，所述磁罗盘上设有与所述连接凸起适配的连接凹槽，所述连接凸起位于所述连接凹槽内，所述第二螺栓穿过所述第三连接孔后与所述连接凸起螺纹连接。4.根据权利要求1所述的MEMS惯性组件，其特征在于，所述电路板通过第一插头与所述MEMS惯性测量单元相连；所述电路板通过第二插头与所述磁罗盘相连；所述电路板通过第三插头连接对外接口。5.一种利用如权利要求1‑4任一项所述的MEMS惯性组件进行姿态修正的方法，其特征在于，包括如下步骤：判断是否接收到磁航向，若是，进入下一步，其中，所述磁航向由所述磁罗盘测得；判断修正周期1s是否有效，若是，进入下一步；计算当前时刻与上一秒的系统航向变化率、当前时刻与上一秒的磁航向变化率以及航向变化率差值，并保存所述航向变化率和磁航向变化率；判断所述航向变化率差值是否小于0.5°/s，且是否有姿态角小于5°、三轴角速率小于0.5°/s以及三轴加速度小于0.15m/s2；若是，则对有效次数进行累计加1；判断累计后的有效次数是否到达预定值T次；若是则计算系统航向与磁航向差值；利用所述系统航向与磁航向的差值修正航向。6.根据权利要求5所述的姿态修正方法，其特征在于：所述预定值T为3。7.一种利用如权利要求1‑4任一项所述的MEMS惯性组件进行姿态修正的方法，其特征在于，包括如下步骤：接收输入的空速和高度参数，其中，所述空速是指飞行器飞行时相对空气的速度，所述高度参数经补偿后用于高度阻尼；以修正后空速的地理系分量和导航解算的地理系速度分量的差值作为量测量，构成卡尔曼滤波器的观测量，利用卡尔曼滤波技术进行估计和校正；通过所述空速和高度阻尼不断修正滤波状态矩阵。2CN113639746A说明书1/4页一种MEMS惯性组件及姿态修正方法技术领域[0001]本发明具体涉及一种高性价比的MEMS惯性组件及姿态修正方法，属于备份飞行显示系统的姿态测量领域。背景技术[0002]MEMS惯性组件主要用于飞机备份飞行显示系统的姿态测量模块。备份飞行显示系统主要在主惯导失效的情况下，可测量并显示飞机姿态、航向、指示空速及气压高度等信息。现在载机对备份显示系统的姿态测量模块精度要求越来越高，本发明主要将磁航向及大气信息同时与惯导信息进行融合，修正姿态误差，保证精度的同时，体积小、成本低，是一种高性价比的MEMS惯性组件。。发明内容[0003]为了解决上述问题，本发明提供一种MEM