基于重力四元数的陀螺漂移估计与补偿

作     者：杨金显 杨闯 YANG Jinxian;YANG Chuang

作者机构：河南理工大学电气工程与自动化学院导航制导实验室河南焦作454003 

基　　金：国家自然科学基金项目(41672363 U1404510 61440007) 河南省科技攻关项目(172102210289) 河南省创新型科技人才队伍建设工程项目(CXTD2016054) 河南省高校基本科研业务费专项资金项目(NSFRF1619) 河南理工大学杰出青年基金项目(J2017-5) 

出 版 物：《传感技术学报》 (Chinese Journal of Sensors and Actuators)

年 卷 期：2017年第30卷第8期

页      码：1187-1192页

摘      要：为提高钻探中的钻具姿态测量精度,提出一种基于重力四元数的MEMS惯性随钻姿态测量方法。采用MEMS惯性器件构建钻具姿态测量系统,把加速度计数据解算的姿态四元数作为观测四元数,陀螺仪数据解算的姿态四元数作为误差四元数;然后将陀螺仪漂移融入误差四元数,建立重力四元数估计陀螺仪误差四元数的模型,采用最小二乘法估计陀螺仪三轴漂移,进而补偿陀螺仪姿态四元数;通过补偿后的姿态四元数解算出钻具姿态。最后设计了转台、振动台实验和钻进模拟实验,实验结果表明,姿态四元数补偿后的井斜角和工具面角漂移由平均10°/h减小到约0.2°/h,方位角误差由平均12°/h减小到约0.46°/h,实现了加速度计补偿陀螺的三轴漂移,表明该方法能够有效提高钻具的姿态测量精度。

主 题 词：惯性随钻测量 陀螺漂移估计 重力四元数 姿态解算 

学科分类：08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 081102[081102] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1004-1699.2017.08.010

馆 藏 号：203260616...