航姿參考系統(tǒng)AHRS

1、高精度航姿參考系統(tǒng)AHRS3DT-10003DT-1000是一款高性能的小型航姿參考系統(tǒng)，可用于動靜態(tài)環(huán)境下對載體的橫滾角、 俯仰角和航向角進行高精度測量。高精度360度全方位位置姿態(tài)輸出，高效的數(shù)據融合算 法快速動態(tài)響應與長時間穩(wěn)定性（無漂移，無積累誤差）相結合。1、傳感器建模3DT-1000是一款高性能的小型航姿參考系統(tǒng)，可用于動靜態(tài)環(huán)境下對載體的橫滾角、 俯仰角和航向角進行高精度測量。基于三軸陀螺儀、三軸加速度計和三軸磁力計，3DT-1000采用自適應kalman數(shù)據融合 算法，可實時輸出載體的慣性運動信息（三軸角速度、三軸加速度）最優(yōu)姿態(tài)角（橫滾角、 俯仰角和航向角）等參數(shù)，并且，通過

2、對傳感器的安裝誤差、軸間正交誤差和溫度誤差進 行補償，極大地提高了 3DT-1000的測量精度。主控單元傳感器數(shù)據采集可枳分砌度獲粽川區(qū)包答阿HL深莎孵以彳基重山分瑩騷徊巾度包含或性瓦速螳等1擾瀏唯垢I基于傅場荻待角度包仲外碧磁場等干拭基于四于數(shù)的 kal manjB 波算法用戶接門命令的 解析和數(shù)據輸出侍雄帶鼬侵摞棍 志長差補償四無數(shù)、歐抻.用、旋轉矩陣等 表達式之間的帽加速度 渤加速度計 測站：軸如迎食主控單元傳感器數(shù)據采集可枳分砌度獲粽川區(qū)包答阿HL深莎孵以彳基重山分瑩騷徊巾度包含或性瓦速螳等1擾瀏唯垢I基于傅場荻待角度包仲外碧磁場等干拭基于四于數(shù)的 kal manjB 波算法用戶接門命

3、令的 解析和數(shù)據輸出侍雄帶鼬侵摞棍 志長差補償四無數(shù)、歐抻.用、旋轉矩陣等 表達式之間的帽加速度 渤加速度計 測站：軸如迎食角速度 三輛陀螺儀 跖d角速.度2、傳感器的數(shù)據融合算法原始數(shù)據輸用*補枳后數(shù)據輸出最憂姿志角輸出四元數(shù)愉出 TTL-UART基于對陀螺儀、加速度計和磁力計的性能分析，3DT-1000以積分角速度的姿態(tài)角作為 狀態(tài)量、以重力加速度和地球磁場獲得姿態(tài)角作為觀測量、以載體運動狀態(tài)信息建立增益調 整因子，設計了基于四元數(shù)的自適應kalman濾波數(shù)據融合算法，獲得載體在各個狀態(tài)（靜 態(tài)和動態(tài)）下的最優(yōu)姿態(tài)角，從而實現(xiàn)姿態(tài)和航向信息的快速動態(tài)和長時間穩(wěn)定性（無漂移、 無累計誤差）相

4、結合的效果。為了獲得高精度的載體姿態(tài)角，3DT-1000在進行傳感器數(shù)據融合算法之前，對三軸陀 螺儀、三軸加速度計和三軸磁力計進行了標定以及溫度漂移等誤差補償。默認情況下，3DT-1000以50Hz的輸出頻率，連續(xù)輸出傳感器信息，波特率默認為115200。提供的硬件接口為UART232。3、軟硬件設計自主AHRS自主AHRS系統(tǒng)3DT-1000荷蘭VTi4、傳感器標定1）俯仰角和橫滾角的誤差都會影響航向角精度，所以必須進行磁場傾斜補償；必須提 高姿態(tài)角的精度，例如抗震性能；(ETP) -IO.HLU-1IJ0180Heading (deg)270360(ETP) -IO.HLU-1IJ0180

5、Heading (deg)270360俯仰角誤差造成的航向角誤差2）載體和周圍環(huán)境的磁場都會影響航向角精度，所以必須進行磁場軟硬體補償；在產 品應用過程中，周圍肯定或多或少存在磁場干擾，如鐵塊等硬體；在應對這些干擾的情況，我們采用了磁場傾斜補償和軟硬體補償：提出全新磁場傾斜補償模型，該模型考慮了俯仰角和橫滾角對磁場影響，實現(xiàn)全方位的 磁場補償；提出全新磁場軟硬體補償算法，構建虛擬Z軸，兩維磁場補償達到三維磁場補償效果， 適合車載系統(tǒng)；5、姿態(tài)角性能首先我們以數(shù)據的形式給出產品3DT-1000的姿態(tài)角性能參數(shù)抗線性加速度抗線性加速度0.4_l-l 50.4_l-l 5|iiiii_-033100133200 23ZI30口靜態(tài)100EO33100131200233330eo331001312002333304ZI200-20Cl-0階躍卜面我們給出AHRS的3DT-1000的卓越的詳細性能參數(shù):參數(shù)指標單位姿態(tài)角測量范圍:俯仰角/橫滾角90 / 180度靜態(tài)精度0.4度動態(tài)精度1.5 1(RMS)度分辨率0.1度重復度0.2度輸出速率100 (MAX)Hz航向角測量范圍180度靜態(tài)精