基于MEMS的水下慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、慣性導(dǎo)航由于其自主性被廣泛應(yīng)用于海陸空領(lǐng)域。近年來(lái)，隨著機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展與不斷進(jìn)步，MEMS慣性器件也得到快速發(fā)展，故其穩(wěn)定性與精確性得到很大的提高，基于MEMS的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)也被廣泛應(yīng)用于海洋技術(shù)領(lǐng)域。水下慣性導(dǎo)航技術(shù)是海洋技術(shù)領(lǐng)域的重要分支，它不但能夠獲得水下裝備的導(dǎo)航信息，而且對(duì)于水下裝備的安全作業(yè)及返回具有重要作用。
　　本研究針對(duì)海洋應(yīng)用環(huán)境，設(shè)計(jì)了一種基于MEMS的水下慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)的整體架構(gòu)是由三軸陀螺儀和三

2、軸加速度計(jì)構(gòu)成慣性測(cè)量單元，并由三軸磁力計(jì)對(duì)其構(gòu)成組合慣導(dǎo)。本文選擇STM32F303VCT6作為主控處理器，選擇 L3GD20作為三軸MEMS陀螺儀，選擇LSM303DLHC作為三軸MEMS加速度計(jì)與三軸磁力計(jì)，并對(duì)整體電路進(jìn)行了小體積、低功耗設(shè)計(jì)。針對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的捷聯(lián)式導(dǎo)航原理，基于卡爾曼濾波的數(shù)據(jù)融合算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)姿態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)解算，基于速度旋轉(zhuǎn)效應(yīng)與速度劃槳效應(yīng)的補(bǔ)償算法，實(shí)現(xiàn)了速度與位置的實(shí)時(shí)解算，并基于STM32的嵌入式軟