[发明专利]磁力计信息辅助的MEMS陀螺仪标定方法及标定系统

权利要求书

1.一种磁力计信息辅助的MEMS陀螺仪标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取传感器实时数据，所述传感器实时数据包括实时陀螺仪数据和磁力计数据,所述实时陀螺仪数据包括运动的陀螺仪数据；

S2、对所述磁力计数据进行标定处理，获得标定后的磁力计数据；

S3、标定后的磁力计数据与运动的陀螺仪数据构建方程，利用递推最小二乘法对参数迭代估计直至数据终止，获得MEMS陀螺仪的误差参数的估计值；

S4、根据MEMS陀螺仪的误差参数的估计值对MEMS陀螺仪进行标定处理；

其中，所述S2具体包括:

对获取的磁力计数据进行标定处理，定义标定磁力计所需参考坐标系：

b代表载体坐标系，其表示捷联惯性导航系统三轴正交坐标系，其x轴、y轴和z轴分别指向载体的右-前-上；

s代表非正交坐标系，其表示MEMS磁力计三轴非正交坐标系，表示其x轴、y轴和z轴与载体坐标系下的x轴、y轴和z轴存在一定的角度偏差；

n代表导航坐标系，其表示载体所在位置的地理坐标系，其三轴分别指向当地东向、北向和天向；

根据MEMS磁力计结构，得到MEMS磁力计在非正交坐标系下的输出模型：

其中，m^s表示MEMS磁力计在非正交系下的矢量输出；S表示MEMS磁力计的标度因子误差矩阵；C_no表示MEMS磁力计的非正交误差矩阵；表示由导航坐标系转向载体坐标系的方向余弦矩阵；mⁿ表示地磁矢量在导航坐标系下的投影；b表示MEMS磁力计的零偏误差矢量；ε表示MEMS磁力计的随机噪声矢量；

根据MEMS磁力计在非正交坐标系下的输出，在最优估计模型下构建出MEMS磁力计极大似然函数F：

其中，k表示测量数据的标签，代表第k次的测量；表示MEMS磁力计在非正交坐标系下第k次的矢量输出；表示地磁矢量在载体坐标系下第k次投影；λ_k表示拉格朗日常数；

通过牛顿法对MEMS磁力计极大似然函数F进行估计：

其中，i表示牛顿法迭代次数，代表第i次的迭代；X⁽ⁱ⁺¹⁾代表第i+1次迭代中的MEMS磁力计误差参数估计值；X⁽ⁱ⁾代表第i次迭代中的MEMS磁力计误差参数估计值；代表第i次迭代中极大似然函数F的黑塞矩阵；代表第i次迭代中极大似然函数F的雅克比向量；

通过牛顿法计算得出MEMS磁力计的误差参数值，利用MEMS磁力计标定模型进行标定：

m^b＝R_m(m^s-b)，

其中，m^b表示MEMS磁力计的输出在载体坐标系下的投影；R_m代表通过极大似然估计法估计出MEMS磁力计的，关于标度因子与非正交误差的耦合项的误差补偿矩阵；b表示通过极大似然估计法估计出的零偏误差的补偿向量。

2.如权利要求1所述的磁力计信息辅助的MEMS陀螺仪标定方法，其特征在于，在S1中，所述实时陀螺仪数据还包括静止的陀螺仪数据；所述S1与S3之间还包括：

根据静止的MEMS陀螺仪数据，获得MEMS陀螺仪随机噪声的方差大小；

根据MEMS陀螺仪随机噪声的方差大小设定递推最小二乘法初始条件中噪声协方差矩阵。

3.如权利要求2所述的磁力计信息辅助的MEMS陀螺仪标定方法，其特征在于，所述S1与S3之间还包括：

根据MEMS陀螺仪误差参数特性设定MEMS陀螺仪误差参数的理想值。

4.如权利要求3所述的磁力计信息辅助的MEMS陀螺仪标定方法，其特征在于，所述S1与S3之间还包括：

根据经验值设定误差协方差矩阵。