九轴MEMS微型AHRS设计及其在矢量水听器中的应用

作     者：王文龙 田德艳 崔宝龙 袁猛 姜兆祯 WANG Wenlong;TIAN Deyan;CUI Baolong;YUAN Meng;JIANG Zhaozhen

作者机构：海军潜艇学院青岛266199 崂山实验室青岛266235 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFC3103404) 

出 版 物：《中国惯性技术学报》 (Journal of Chinese Inertial Technology)

年 卷 期：2024年第32卷第5期

页      码：468-474页

摘      要：为了精确测量矢量水听器的姿态,设计了一种体积为20 mm×20 mm×5 mm、重量为1.8 g的微型航姿参考系统(AHRS)。利用微机电系统(MEMS)陀螺仪测定角速度,用四元数等效旋转矢量算法求解姿态角;采用扩展卡尔曼滤波器对姿态角估计值进行修正,并估计出MEMS陀螺仪的角速度漂移量。测试结果表明,所提AHRS的俯仰、横滚和航向角误差均方根值分别为0.04°、0.04°和0.34°。最后,将AHRS集成到矢量水听器中,并在加窗直方图统计波达方向估计算法中加入姿态修正。海上实验结果表明,对于航速为8 kn的目标船,经AHRS修正后的单矢量水听器方位角误差均方根值约为3.8°,减小了平台运动导致的方位测量误差。

主 题 词：航姿参考系统 扩展卡尔曼滤波器 矢量水听器 波达方向估计 

学科分类：08[工学] 081105[081105] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.13695/j.cnki.12-1222/o3.2024.05.007

馆 藏 号：203128201...