用于远程信息处理的惯性测量装置粗方位校准研究

用于远程信息处理的惯性测量装置粗方位校准研究

现代远程信息处理服务大都采用用户级惯性测量装置（微型机电系统MEMS传感器，如加速度计、速率陀螺仪等）来检测车辆驱动状态，鉴定车辆事故情况，增强全球导航卫星系统（GNSS）信号。测量装置要实现这些功能，必须先获取车辆坐标系及设备坐标系之间的初始校准信息，然后进行计算分析。

对坐标系初始校准存在的几个问题进行了分析。坐标系初始校准被分为水平校准和方位角校准两个方面。在水平校准中，存在的主要问题是如何通过静止状态下的重力分力对滚动角及定位角进行估计。在方位角校准中，存在的主要问题是由于加速度计无法在车辆静止状态下工作，因此无法直接通过加速度计对方位角进行校准。另外，在这两项校准过程中还需考虑由于测试装置自身误差而导致的校准误差。

提出了一种相对简单且可以解决以上问题的动态方位校准策略。在车辆静止状态下，对车辆进行水平校准并将计时器归零。车辆开始行驶后，进行计时并计算测量装置方位角。在计算方位角时需确保车速不超过预设值，同时车辆行驶方位始终保持不变。为了验证所提出的粗方位校准方法，进行了两种工况下的仿真分析以及普通城市工况下的实车试验。普通城市工况（测试装置限位设备很少和不平路面）下的实车试验结果表明，采用用户级的加速度计及速率陀螺仪作为测试装置，足以对车辆状态进行很好的估计。在该工况下，所提出的校准方法准确率相对较高，方位角偏差约在1°左右。而在测试装置限位设备很少的工况以及不平路面工况下的仿真结果表明，在这两种工况下，校准的准确率会有所下降，方位角偏差约在2°左右。

TadicSetal.201321st TelecommunicationsForum （TELFOR）， 26-28Nov. 2013.

编译：贺蓉