航姿参考系统AHRS

1、高精度航姿参考系统AHRS3DT-10003DT-1000是一款高性能的小型航姿参考系统，可用于动静态环境下对载体的横滚角、 俯仰角和航向角进行高精度测量。高精度360度全方位位置姿态输出，高效的数据融合算 法快速动态响应与长时间稳定性（无漂移，无积累误差）相结合。1、传感器建模3DT-1000是一款高性能的小型航姿参考系统，可用于动静态环境下对载体的横滚角、 俯仰角和航向角进行高精度测量。基于三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴磁力计，3DT-1000采用自适应kalman数据融合 算法，可实时输出载体的惯性运动信息（三轴角速度、三轴加速度）最优姿态角（横滚角、 俯仰角和航向角）等参数，并且，通过

2、对传感器的安装误差、轴间正交误差和温度误差进 行补偿，极大地提高了 3DT-1000的测量精度。主控单元传感器数据采集可枳分砌度获粽川区包答阿HL深莎孵以彳基重山分莹骚徊巾度包含或性瓦速螳等1扰浏唯垢I基于傅场荻待角度包仲外碧磁场等干拭基于四于数的 kal manjB 波算法用户接门命令的 解析和数据输出侍雄带鼬侵摞棍 志长差补偿四无数、欧抻.用、旋转矩阵等 表达式之间的帽加速度 渤加速度计 测站：轴如迎食主控单元传感器数据采集可枳分砌度获粽川区包答阿HL深莎孵以彳基重山分莹骚徊巾度包含或性瓦速螳等1扰浏唯垢I基于傅场荻待角度包仲外碧磁场等干拭基于四于数的 kal manjB 波算法用户接门命

3、令的 解析和数据输出侍雄带鼬侵摞棍 志长差补偿四无数、欧抻.用、旋转矩阵等 表达式之间的帽加速度 渤加速度计 测站：轴如迎食角速度 三辆陀螺仪 跖d角速.度2、传感器的数据融合算法原始数据输用*补枳后数据输出最忧姿志角输出四元数愉出 TTL-UART基于对陀螺仪、加速度计和磁力计的性能分析，3DT-1000以积分角速度的姿态角作为 状态量、以重力加速度和地球磁场获得姿态角作为观测量、以载体运动状态信息建立增益调 整因子，设计了基于四元数的自适应kalman滤波数据融合算法，获得载体在各个状态（静 态和动态）下的最优姿态角，从而实现姿态和航向信息的快速动态和长时间稳定性（无漂移、 无累计误差）相

4、结合的效果。为了获得高精度的载体姿态角，3DT-1000在进行传感器数据融合算法之前，对三轴陀 螺仪、三轴加速度计和三轴磁力计进行了标定以及温度漂移等误差补偿。默认情况下，3DT-1000以50Hz的输出频率，连续输出传感器信息，波特率默认为115200。提供的硬件接口为UART232。3、软硬件设计自主AHRS自主AHRS系统3DT-1000荷兰VTi4、传感器标定1）俯仰角和横滚角的误差都会影响航向角精度，所以必须进行磁场倾斜补偿；必须提 高姿态角的精度，例如抗震性能；(ETP) -IO.HLU-1IJ0180Heading (deg)270360(ETP) -IO.HLU-1IJ0180

5、Heading (deg)270360俯仰角误差造成的航向角误差2）载体和周围环境的磁场都会影响航向角精度，所以必须进行磁场软硬体补偿；在产 品应用过程中，周围肯定或多或少存在磁场干扰，如铁块等硬体；在应对这些干扰的情况，我们采用了磁场倾斜补偿和软硬体补偿：提出全新磁场倾斜补偿模型，该模型考虑了俯仰角和横滚角对磁场影响，实现全方位的 磁场补偿；提出全新磁场软硬体补偿算法，构建虚拟Z轴，两维磁场补偿达到三维磁场补偿效果， 适合车载系统；5、姿态角性能首先我们以数据的形式给出产品3DT-1000的姿态角性能参数抗线性加速度抗线性加速度0.4_l-l 50.4_l-l 5|iiiii_-033100133200 23ZI30口静态100EO33100131200233330eo331001312002333304ZI200-20Cl-0阶跃卜面我们给出AHRS的3DT-1000的卓越的详细性能参数:参数指标单位姿态角测量范围:俯仰角/横滚角90 / 180度静态精度0.4度动态精度1.5 1(RMS)度分辨率0.1度重复度0.2度输出速率100 (MAX)Hz航向角测量范围180度静态精