运动状态下MEMS IMU随机误差的Allan方差分析方法

作者：樊子懿; 王甫红^*; 祝浩祈

来源：测绘地理信息, 2023, 1-6.

DOI：10.14188/j.2095-6045.2022049

• Allan方差
• MEMS IMU
• 随机误差
• 组合导航

在车载全球卫星导航系统（global navigation satellite system,GNSS）/微机械系统（micro-electro mechanical system,MEMS）惯性测量单元（inertial measurement unit,IMU）组合导航滤波解算时，通常使用MEMS厂商标定的加速度计和陀螺仪的随机模型参数（简称为标称参数）。这些标称参数由传感器厂商在静止状态或通过实验室转台设备来测定，是否适用于运动状态下的组合导航滤波解算并获得最优的定位精度，需要进一步研究和评估。本文提出了一种运动状态下MEMS IMU随机误差的Allan方差分析方法，将不同精度等级的IMU安装在同一车载平台上同步采集观测数据，用高精度IMU观测数据提取车辆运动信息，然后从低精度MEMS IMU观测数据中剔除车辆运动信息得到类似静止的观测数据，进行Allan方差分析，获得运动状态下的MEMS随机模型参数，并将其应用于GNSS/惯性导航系统（inertial navigation system,INS）组合导航解算。试验结果表明，采用运动状态下标定的随机模型参数，组合导航的定位精度优于标称参数的定位精度，在城市复杂观测环境下，当GNSS观测中断89 s时，MEMS IMU的组合导航定位精度可以保持在1.2m，与使用标称随机模型参数相比，定位精度提升达80%。

• 单位
  武汉大学