摘要：姿态测量系统是船舶运动控制系统和组合导航系统中的关键一环。为了满足测量的实时性和准确性,基于扩展卡尔曼滤波的姿态解算方法,充分利用STM32丰富的片内外资源和FPGA快速的硬件处理速度,设计了一种基于STM32和FPGA的主从结构的船舶姿态测量系统。所提船舶姿态解算方法使用四元数形式进行姿态描述,避免了采用欧拉角形式带来的角度奇异问题以及方向余弦矩阵形式带来的计算量过大问题。实验结果显示所提出的方法能够获得较好的测量实时性和准确率。

摘要：矢量水听器姿态校正的通常做法是将姿态测量系统捷联安装在声纳平台上,这种方案无法准确测量矢量水听器的姿态变化。针对这个问题,设计了一种微型姿态测量系统,并将其捷联封装在矢量水听器内部。系统采用MEMS陀螺测量角速度,用毕卡迭代算法解四元数姿态更新方程。用MEMS加速度计和磁力计分别测量重力方向和磁北方向,再使用扩展卡尔曼滤波对解算姿态角进行实时校正。经测试,该系统横滚角和俯仰角的静态误差小于0.2°,航向角的静态误差小于0.8°。摇摆实验中,横滚角和俯仰角的动态相对误差小于2.9%,航向角的动态相对误差小于3.6%。海上试验结果证明该姿态测量系统应用于矢量水听器可明显提高目标方位估计的精度。

摘要：升空气球作为空间飞行器,其价格比飞机低,在空中停留时间比飞机长,利用升空气球装载雷达等电子设备在高空中可长期工作,因此,升空气球在军事和民用上的应用前景广,而作为升空气球球载设备姿态测量的惯性系统研究是很有必要的。我们针对球载设备姿态测量进行了研究,设计了适用的捷联惯性/GPS组合导航系统,可提供升空气球球载设备姿态测量和控制需要的气球航向、俯仰及滚动等姿态参数,满足了球载设备长期工作要求和升空气球应用特点。

摘要：设计一种基于STM32的无人机姿态测量系统。该系统以新型的ARM Cortex—M3内核微处理器STM32F103ZET6作为处理单元,结合MEMS数字陀螺仪和MEMS数字加速度计设计而成,采用一种简单有效的互补滤波算法进行姿态解算,有效地提高了姿态测量的精度。实验测试表明:该姿态测量系统简单实用,性能稳定,精度高,能够满足一般无人机姿态测量的要求。

摘要：为了降低姿态测量系统的启动漂移和标定误差,提高测量和导航精度,针对系统安装特色,提出了一种原位快速标定方案。分析了系统可观测性,利用等效陀螺信息推导了多位置原位标定方案;研究了最优标定和次优标定问题,分析了标定精度和坡度之间的关系;设计了一种针对系统安装特色的多位置编排方案,完成了大坡度范围下的原位标定。仿真结果表明:方案要求简单,应用范围广,能够完成大坡度范围下高精度快速标定,具有重要的工程应用价值。

摘要：由于红外温度传感器能有效感知天空间的热辐射,并且相比传统姿态测量的传感器具有体积小、重量轻、成本低等特点,设计一种基于红外传感原理的无人机姿态测量系统;该系统以新型的ARM Cortex—M3内核微处理器STM32F103ZET6作为处理单元,通过采集红外传感器的姿态信息,进行姿态解算,进而获得无人机的姿态角;同时分析了太阳干扰对实验的影响。实验测试表明:该姿态测量系统简单实用,性能稳定,精度高,能有效满足一般无人机姿态测量的要求。

摘要：车载姿态测量系统是采用激光陀螺和倾角传感器为测量传感器的惯性测量单元,主要在野外动态条件下工作,设计一款便携监控终端十分必要。本文以P89LPC935单片机为控制器,以ZLG7290为键盘扫描与数码管驱动器,采用DS600温度传感器和其它信号调理电路实现监控信号的转换,完成了便携监控终端的设计,实现了对车载姿态测量系统的实时控制与状态监测。文中论述了便携监控终端的控制器、通信接口、显示与按键扫描驱动、监控信号的转换与调理在开发研制中的选型设计,以及开发此类产品的经验交流。

摘要：以无人机航姿测量系统小型化、量轻化为背景,设计了一种基于微惯性单元MEMS的姿态测量系统。系统以STM32F103C8T6为主控制器,通过I2C总线分别采集惯性测量单元MPU6050和数字罗盘HMC5883L的测量数据,利用数据融合算法解算无人机当前姿态。对于MEMS温漂和噪声干扰的问题,提出了一种基于四元数的互补滤波算法,对测量的姿态数据进行补偿修正。实验结果表明,该姿态测量系统简单可靠、性能稳定、精确度高,成功完成了姿态的最优控制。

摘要：为了准确评估楼宇、舱室、厂房或战舰等受限空间内爆炸冲击波的毁伤威力,消除由于测试仪的姿态改变造成的测试误差,设计了一种冲击波测试仪姿态测量系统及角度解算方法。通过MPU9250传感器采集因舱壁或墙壁的倒塌或形变引起测试仪姿态变化的原始数据,采用四元数法进行姿态变换,结合系数优化的卡尔曼滤波算法对姿态角进行融合,并进行验证。实验结果表明:基于卡尔曼滤波的数据融合算法可行,降低了解算误差,满足对测试装置姿态数据采集分析的需求,为后续研究冲击波在受限空间的传播规律提供了依据。

摘要：采用90型二频机抖激光陀螺和石英挠性加速度计,利用单轴旋转惯性组件的方法,研制了高精度姿态测量系统。介绍了系统的硬件结构组成和无减震结构设计方案,给出了初始对准和姿态测量系统的算法。系统的初始对准采取粗对准和精对准两种方式,姿态测量系统的误差传播特性由系统的误差模型来描述。对该系统进行了静态导航实验和长时间单轴旋转导航实验。实验结果表明:系统水平姿态24 h保持精度优于30,″24 h航向保持精度优于30″。