微机电惯性导航系统测试方法

ICS47.020.70

M53

中华人民共和国国家标准

GB/T××××—××××

微机电惯性导航系统测试方法

TestmethodsforMEMSinertialnavigationsystem

（征求意见稿）

本稿完成日期：2021-06-16

XXXX—XX—XX发布XXXX—XX—XX实施

GB/T××××—××××

前言

本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文件由全国导航设备标准化技术委员会（SAC/TC43）提出。

本文件由全国导航设备标准化技术委员会（SAC/TC43）归口。

本文件起草单位：中国航天科工集团第三研究院第三十三研究所、中国航天科工集团第三研究院

第三总体部、中国船舶重工集团第七〇五研究所、中国航天科技集团第八研究院第八〇三研究所、北

京航天控制仪器研究所、北京理工大学、南京理工大学、哈尔滨工程大学。

本文件主要起草人：张吉先、郭玉胜、陈明刚、马春艳、邓继权、张鲁宇、刘秀菊、赵春雨、张

东明、董建树、张勇、贾斌、毋蒙、钟正虎、邓志红、庄志洪、周佳加

本文件首次发布。

II

GB/T××××—××××

微机电惯性导航系统测试方法

1范围

本文件规定了微机电惯性导航系统（以下简称“微惯导系统”）的功能及性能测试方法,包括测试

环境、测试设备和仪器、测试项目、测试方法等。

本文件适用于民用和军用飞机、车辆、舰船、潜航器、制导武器等各类载体使用的微惯导系统特

性及性能测试，也适用于微惯导系统与卫星接收机等辅助传感器构成的组合导航系统的功能及性能测

试。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文

件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用

于本文件。

GB/T9390-2017导航术语

GJB150.2-1986军用设备环境试验方法低气压（高度）试验

GJB150.3A-2009军用设备实验室环境试验方法第3部分：高温试验

GJB150.4A-2009军用设备实验室环境试验方法第4部分：低温试验

GJB150.5A-2009军用设备实验室环境试验方法第5部分：温度冲击试验

GJB150.6-1986军用设备环境试验方法温度－高度试验

GJB150.9A-2009军用装备实验室环境试验方法第9部分：湿热试验

GJB150.15A-2009军用设备实验室环境试验方法第15部分：加速度试验

GJB150.16A-2009军用装备实验室环境试验方法第16部分：振动试验

GJB150.18A-2009军用设备实验室环境试验方法第18部分：冲击试验

GJB585A-1998惯性技术术语

GJB729-1989惯性导航系统精度评定方法

3术语和定义

GB/T9390-2017、GJB585A-1998和GJB729-1989界定的以及以下术语和定义适用于本文件。

3.1

基准惯导系统referenceinertialnavigationsystem

测试时引入的精度更高的惯性导航系统，可提供位置、速度、姿态等基准参考信息。

3.2

航向角heading

运载体纵轴轴向在水平面上的投影与真北方向的夹角，通常北偏西为正，北偏东为负，取值范围

为（-180º，180º]。

3.3

姿态角attitude

1

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运载体航向角、俯仰角、滚转角的统称。

4测试环境

4.1大气条件

标准大气条件如下：

a)环境温度：15℃～35℃；

b)相对湿度：不大于80%；

c)大气压力：当地大气压。

4.2试验室条件

试验室条件应满足下列要求：

a)试验转台安装在单独的隔振地基上；

b)具有精确的地理经、纬度值及地理北向基准；

c)测试设备应单独接地，避免地线引入干扰，且接地电阻通常不大于2；

d)试验场所的电场强度及磁场强度应满足使用要求。

5测试设备和仪器

测试设备和仪器通常包括如下种类，可根据需要进行选择，或用具有相同功能的其它测试设备和

仪器代替。测试用仪器设备性能指标应满足微惯导系统产品规范要求，所有测试用仪器设备均应经计

量检定并在检定合格有效期内，精度应比被测样品的精度高一个量级以上：

a)游标卡尺；

b)电子秤；

c)数字万用表；

d)兆欧表（100V）；

e)示波器；

f)计时器；

g)供电电源；

h)工装；

i)微惯导系统测试设备；

j)基准导航系统；

k)基准台；

l)速率、位置转台，转台需已具备引北、调平状态；

m)摇摆试验台；

n)角振动试验台。

6测试项目

微惯导系统测试通常包括以下项目，可根据实际需求进行剪裁或补充：

a)外观检查；

b)外形尺寸检查；

c)质量检查；

d)绝缘测试；

e)功耗测试；

2

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f)角速度指标测试；

g)加速度指标测试；

h)姿态角测量范围和极性测试；

i)姿态角测量精度测试；

j)角速度频率特性测试；

k)启动时间测试；

l)对准时间测试；

m)对准精度测试；

n)静态导航测试；

o)动态导航测试；

p)组合导航测试；

q)环境适应性测试。

7测试方法

7.1外观检查

7.1.1测试目的

检查微惯导系统的外观是否满足要求。

7.1.2测试方法

目视法。

7.1.3合格判据

包括如下内容：

a)用目视法观察微惯导系统表面应无碰伤、划伤、压伤、裂纹，涂覆层无皱裂或脱落、锈蚀，

螺钉无松动，与外部设备连接的接插件中插针或插孔光滑、无锈蚀、无歪斜并且完整无缺损；

b)坐标方向标识应正确、清晰；

c)标牌标识应清晰、完整、正确。

7.2外形尺寸检查

7.2.1测试目的

检查产品的外形尺寸是否满足要求。

7.2.2测量工具

精度不低于0.1mm的游标卡尺或其它量具。

7.2.3测量方法

用游标卡尺等量具测量并记录。

7.2.4合格判据

应满足微惯导系统要求。

7.3质量检查

7.3.1测试目的

检查微惯导系统的质量是否满足要求。

7.3.2测量仪器

测量精度不低于10g的电子秤。

7.3.3测量方法

用电子秤称量微惯导系统的质量并记录。

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7.3.4合格判据

应满足微惯导系统的质量要求

7.4绝缘测试

7.4.1绝缘电阻测试

7.4.1.1测试目的

检查微惯导系统各检测点与壳体之间的绝缘性能是否满足要求。

7.4.1.2测试设备

数字万用表或兆欧表（100V）。

7.4.1.3测试方法

微惯导系统不通电，测量下列测试点之间的电阻：

a)用数字万用表或兆欧表（100V）测量并记录外部供电电源地与微惯导系统结构壳体之间的电

阻；

b)用数字万用表或兆欧表（100V）测量并记录数字通讯信号地与微惯导系统结构壳体之间的电

阻；

c)其他要求测试的点与微惯导系统结构壳体之间的电阻。

7.4.1.4合格判据

各测试点与壳体之间的绝缘电阻通常不小于20MΩ。

7.4.2特征电阻测试

7.4.2.1测试目的

检查各测试点间的电阻值是否满足要求。

7.4.2.2测试设备

数字万用表。

7.4.2.3测试方法

微惯导系统不通电，用数字万用表测量并记录规定测试点间的电阻。

7.4.2.4合格判据

各测试点间的电阻测量值应满足微惯导系统要求。

7.5功耗测试

7.5.1启动功耗测试

7.5.1.1测试目的

检查微惯导系统启动过程中的功耗是否满足要求。

7.5.1.2测试设备

测试设备包括：

a)微惯导系统测试设备；

b)供电电源；

c)示波器。

7.5.1.3测试方法

调整微惯导系统供电电源电压为标称值，给微惯导系统供电，用示波器监测启动过程中电流变化，

记录启动过程中的电流最大值。

7.5.1.4合格判据

按公式(1)计算微惯导系统启动功耗푃푞，计算结果应满足微惯导系统产品规范等相关规定。

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푃푞=푈in×퐼q…………(1)

式中：

푃푞——微惯导系统启动功耗，单位为瓦（W）

푈in——微惯导系统的输入电压，单位为伏（V）；

퐼q——微惯导系统启动时的最大工作电流，单位为安（A）。

7.5.2稳态功耗测试

7.5.2.1测试目的

检查微惯导系统稳定工作时的功耗是否满足要求。

7.5.2.2测试设备

测试设备包括：

a)微惯导系统测试设备；

b)供电电源；

c)示波器。

7.5.2.3测试方法

调整微惯导系统供电电源电压为标称值，给微惯导系统供电，微惯导系统稳定工作后，通过直流

电源电流显示值或者示波器读取稳态工作电流。

7.5.2.4合格判据

按公式(2)计算微惯导系统稳态功耗푃w，计算结果应满足微惯导系要求。

푃w=푈in×퐼w………………(2)

式中：

푃w——微惯导系统稳态功率，单位为瓦（W）；

푈in——微惯导系统稳态工作时的输入电压，单位为伏（V）；

퐼w——微惯导系统稳态工作时的工作电流，单位为安（A）。

7.6角速度指标测试

7.6.1测试指标

包括角速度测试范围、角速度极性，角速度测试精度、标度因数非线性、零偏稳定性、零偏重复

性等指标测试，可根据实际需要进行选择。

7.6.2角速率测量范围和极性测试

7.6.2.1测试目的

检查微惯导系统输出的角速率测量范围和极性是否满足要求。

7.6.2.2测试设备

测试设备一般包括：

a)微惯导系统测试设备；

b)供电电源；

c)速率、位置转台。

7.6.2.3测试步骤

微惯导系统角速率测量范围和极性的测试步骤一般包括：

a)微惯导系统用工装固定在转台上，使微惯导系统的待测轴与转台旋转轴重合，连接好测试电

缆，给微惯导系统供电；

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b)微惯导系统的三个敏感轴标记为X、Y、Z轴，其中X轴通常与运载体纵轴重合，Z轴通常与

运载体横轴重合，Y轴通常垂直于X、Z轴构成的平面进行定义，X、Y、Z轴的定义符合右手

定则；

c)控制转台按照角速度边界值转动，待转台转动平稳后采集微惯导系统输出，采集时间通常不

小于20s；

d)测试完成后，微惯导系统断电，改变微惯导系统安装或者转动转台，使微惯导系统其他两个

轴分别与转台旋转轴重合，重复c)～d)；

e)所有轴向测试完毕后，微惯导系统断电。

7.6.2.4合格判据

计算各次转动数据平均值作为角速率测量范围的测试结果，微惯导系统输出的角速率测量范围和

极性应满足要求。

7.6.3角速度测量精度和标度因数非线性测试

7.6.3.1测试目的

检查微惯导系统的角速度测量精度和标度因数非线性指标是否满足要求。

7.6.3.2测试设备

测试设备包括：

a)微惯导系统测试设备；

b)供电电源；

c)速率、位置转台。

7.6.3.3测试方法

测试方法如下：

a)用工装将微惯导系统固定在转台上，使微惯导系统的待测轴与转台旋转轴重合，连接好测试

电缆，给微惯导系统供电；

b)在该轴角速率测量范围内选取一个或多个测试点，例如±5（º）/s、±10（º）/s、、±50

（º）/s、±100（º）/s等；

c)控制转台按照设置的角速度依次转动，待转台转动平稳后采集微惯导系统输出，采集时间通

常不小于20s；

d)该轴所有测试点测试完成后，微惯导系统断电，改变微惯导系统安装或者转动转台，使微惯

导系统其他两个轴分别与转台旋转轴重合，重复c)～d)；

e)所有轴向测试完毕后，微惯导系统断电。

7.6.3.4合格判据

计算每个测试点角速度均值与转台相应轴设定值的差值，即为角速度测量精度，所有测试点中的

误差最大值即为角速度测量精度，应满足微惯导系统要求。所有测试点的角速度正负极性均应满足微

惯导系统要求。

7.6.3.4.1标度因数非线性

X、Y、Z轴角速度标度因数非线性的计算方法相同，见公式（3）和公式（4），应满足微惯导系统

要求。

휔xk−휔ie×푠푖푛퐿−훺xk

푁퐿gx=푚푎푥푚푥(||)……(3)

퐹xmax

휔yk−휔ie×푠푖푛퐿−훺yk

푁퐿gy=푚푎푥푚푦(||)……(4)

퐹ymax

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휔zk−휔ie×푠푖푛퐿−훺zk

푁퐿gz=푚푎푥푚푧(||)………(5)

퐹zmax

式中：

푁퐿gx、푁퐿gy、푁퐿gz——分别为X、Y、Z轴角速度标度因数非线性；

푚x、푚y、푚z——X、Y、Z轴向各自的测试点数；

푘——第푘个测试点，푘=1~푚x、푚y或者푚z；

휔xk、휔yk、휔zk——分别为微惯导系统X、Y、Z轴向角速度在每个速率点上的测量值，单位为度

每秒（（°）/s）；

휔ie——地球自转角速度，单位为度每秒（（°）/s）；

퐿——测试点的地理纬度，单位为弧度（rad）；

훺xk、훺yk、훺zk——分别为微惯导系统X、Y、Z轴向角速度测试点的转台设置值；

퐹xmax、퐹ymax、퐹zmax——分别为X、Y、Z轴陀螺仪输出单边幅值，单位为度每秒（（°）/s）。

7.6.4角速度零偏稳定性

7.6.4.1测试目的

测试微惯导系统X、Y、Z轴角速度在一次通电过程中的零偏稳定程度。

7.6.4.2测试设备

测试设备包括：

a)微惯导系统测试设备；

b)供电电源；

c)测试平台（测试地基或转台）。

7.6.4.3测试方法

测试方法如下：

a)将微惯导系统固定在测试平台上，测试平台应保证水平并隔震，连接好测试电缆；

b)给微惯导系统通电，用微惯导系统测试设备记录微惯导系统X、Y、Z轴角速度输出，测试时

间通常不小于微惯导系统任务时间；

c)测试结束后，微惯导系统断电。

7.6.4.4合格判据

将微惯导系统X、Y、Z轴角速度按照规定的平滑时间进行平均，得到新的数据序列，按照公式（6）

和公式（7）计算角速度零偏稳定性，应满足要求。

1

퐹=∑푄퐹………(6)

푄푖=1푝푖

12

퐵=√∑푄(퐹−퐹)………(7)

푠푄−1푖=1푝푖

式中：

퐹——角速度平均值，单位为度每秒（（°）/s）；

푄——按照规定时间平滑后的数据点数；

퐹p푖——按规定时间平滑后的角速度的第푖个平滑值，单位为度每秒（（°）/s）；

퐵s——零偏稳定性，单位为度每秒（（°）/s）。

7.6.5零偏重复性

7.6.5.1测试目的

7

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测试微惯导系统X、Y、Z轴角速度多次测试的零偏的一致程度。

7.6.5.2测试设备

测试设备包括：

a)微惯导系统测试设备；

b)供电电源；

c)测试平台（测试地基或转台）。

7.6.5.3测试方法

同7.6.4.3。在规定的测试周期内，重复测试n次（n=6～8），每次间隔时间基本相等，两次测试

间按照规定的时间间隔通断电。

7.6.5.4合格判据

X、Y、Z轴角速度零偏重复性计算方法相同，见公式（8）和公式（9），应满足微惯导系统要求。

1

퐵=∑푛퐵………(8)

0푛푖=10푖

12

퐵=√∑n(퐵−퐵)………(9)

푟푛−1푖=10푖0

式中：

퐵0——角速度零偏n次测试的均值,单位为度每秒（（°）/s）；

푛——测试次数；

퐵0푖——第푖次测试的角速度零偏，푖＝1～푛,单位为度每秒（（°）/s）；

퐵푟——零偏重复性，单位为度每秒（（°）/s）。

7.7加速度指标测试

7.7.1测试参数

包括加速度测量精度和极性、加速度偏值稳定性、偏值重复性等。

7.7.2加速度测量精度和极性测试

7.7.2.1测试目的

检查微惯导系统的加速度测量精度和极性是否满足要求。

7.7.2.2测试设备

测试设备包括：

a)微惯导系统测试设备；

b)供电电源；

c)速率、位置转台。

7.7.2.3测试方法

测试方法如下：

a)用工装将微惯导系统固定在速率、位置转台上，使微惯导系统轴向与转台轴向重合，连接好

测试电缆，给微系统惯导供电；

b)按照微惯导系统X、Y、Z轴分别指天、指地的原则，设计转台六位置，控制转台按照六个位

置依次转动，位置选取参考表1，转台在每个位置平稳后，采集微惯导系统输出，采集时间

通常不少于30s；

c)完成六个位置的数据采集后，微惯导系统断电。

8

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表1微惯导系统转台六位置

各轴的地球自转角速率分量各轴的重力加速度分量

序号位置

XYZXYZ

1天南东−휔ie푠푖푛퐿−ωiecos퐿0𝑔00

2南东天−ωiecos퐿0ωiesin퐿00𝑔

3东天南0ωiesin퐿−ωiecos퐿0𝑔0

4北地西ωiecos퐿−ωiesin퐿00−𝑔0

5西北地0ωiecos퐿−ωiesin퐿00−𝑔

6地西北ωiesin퐿0ωiecos퐿−𝑔00

注：ωie为地球自转角速率，퐿为当地纬度，𝑔为当地重力加速度。

7.7.2.4合格判据

计算每个位置的加速度均值，扣除敏感到的地球重力加速度后，误差最大的即为加速度计测量精

度，应满足微惯导系统要求，加速度极性也应满足微惯导系统要求。

7.7.3加速度偏值稳定性

7.7.3.1测试目的

测试微惯导系统的加速度计偏值在一次通电过程中的稳定性。

7.7.3.2测试设备

测试设备包括：

a)微惯导系统测试设备；

b)供电电源；

c)测试平台（测试地基或转台）。

7.7.3.3测试方法

同7.6.4.3，测试过程中记录三轴加速度的输出值。总通电时间通常不小于微惯导系统任务时间。

7.7.3.4合格判据

将X、Y、Z轴加速度计输出按照规定的平滑时间进行平均，得到新的数据序列，按照公式（10）、

公式（11）计算各轴加速度计的偏值稳定性，计算结果应满足微惯导系统要求。

1

퐾=∑푄퐾………(10)

0푄푖=10푖

12

퐾=√∑푄(퐾−퐾)………(11)

0푠푄−1푖=10푖0

式中：

퐾0——加速度计输出均值，单位为重力加速度（g）；

퐾0푖——按规定时间平滑后的加速度的第푖个平滑值，单位为重力加速度（g）；

퐾0s——偏值稳定性,单位为重力加速度（g）。

7.7.4加速度偏值重复性

7.7.4.1测试目的

测试微惯导系统加速度多次测试的偏值的一致程度。

7.7.4.2测试设备

测试设备包括：

a)微惯导系统测试设备；

b)供电电源；

c)测试平台（测试地基或转台）。

9

GB/T××××—××××

7.7.4.3测试方法

同7.6.4.3，测试过程中记录加速度的输出值。在规定的测试周期内，重复测试n次（n=6～8），

每次间隔时间基本相等，两次测试间按照规定的时间间隔通断电。

7.7.4.4合格判据

X、Y、Z轴加速度偏值重复性计算方法相同，见公式（12）和公式（13），应满足微惯导系统要

求。

1

퐴=∑푛퐴………(12)

0푛푖=10푖

12

퐾=√∑푄(퐴−퐴)………(13)

0푟푛−1푖=10푖0

式中：

퐴0——加速度偏值n次测试的均值，单位为重力加速度（g）；

퐴0푖——第푖次测试的加速度偏值，푖=1～n，单位为重力加速度（g）；

퐾0푟——偏值重复性，单位为重力加速度（g）。

7.8姿态角测量范围和极性测试

7.8.1测试目的

检查微惯导系统的姿态角测量范围和极性是否满足要求。

7.8.2测试设备

测试设备一般包括：

a)微惯导系统测试设备；

b)供电电源；

c)速率、位置转台。

7.8.3测试步骤

测试步骤包括：

a)用工装将微惯导系统安装在速率、位置转台上，使微惯导系统的轴向与转台轴向分别重合，

连接好测试电缆；

b)控制转台转动到规定的基准位置（如俯仰角0°、滚动角0°、航向角0°），到达指定位置

后给微惯导系统供电；

c)微惯导系统完成自检、初始装定、对准并转入导航；

d)控制转台转动，分别使转台转到俯仰角、滚转角和航向角的边界值；

e)转台转到规定位置并平稳后，记录微惯导系统输出的姿态角，记录时间通常不小于30s，一

次通电过程中的总测试时间应不大于微惯导系统的工作时间；

f)测试完毕后，微惯导系统断电。

7.8.4合格判据

微惯导系统在各姿态角极限位置应工作正常，航向角、俯仰角和滚动角的测量范围和极性均应满

足微惯导系统要求。

7.9姿态角测量精度测试

7.9.1测试目的

检查微惯导系统的姿态角测量精度是否满足要求。

7.9.2测试设备

测试设备包括：

10

GB/T××××—××××

a)微惯导系统测试设备；

b)供电电源；

c)速率、位置转台。

7.9.3测试方法

测试方法如下：

a)用工装将微惯导系统安装在速率、位置转台上，使微惯导系统的轴向与转台轴向分别重合，

连接好测试电缆；

b)控制转台转动到规定的基准位置（如俯仰角0°、滚动角0°、航向角0°），到达指定位置

后给微惯导系统供电；

c)微惯导系统完成自检、初始装定、对准并转入导航；

d)控制转台转动，分别使系统的俯仰角、滚转角和航向角处于规定值，其中航向角应至少每隔

45°测试一次，俯仰角、滚动角应至少每隔30°测试一次；

e)转台转到规定位置并平稳后，记录微惯导系统输出的姿态角值，记录时间通常不小于30s，

一次通电过程中的总测试时间应不大于微惯导系统的工作时间；

f)测试完毕后，微惯导系统断电。

7.9.4合格判据

计算姿态角均值和相应的转台设置值之间的差值，所有测试点中误差最大值即为姿态角测量精度，

应满足微惯导系统要求。

7.10角速度频率特性测试

7.10.1测试目的

检查微惯导系统角速度的幅频特性和相频特性是否满足要求。

7.10.2测试设备

测试设备包括：

a)微惯导系统测试设备；

b)直流稳压电源；

c)频率响应分析仪；

d)角振动台。

7.10.3测试方法

测试方法如下：

a)将微惯导系统用工装固定在角振动台上，待测轴与角振动台旋转轴重合，连接好测试电缆；

b)按照规定设置角振动台的振动幅值和频率参数；

c)测试模拟信号时，通常用频响分析仪接收转台和微惯导的模拟信号；测试数字信号时用微惯

导系统测试设备同步采集转台和微惯导的数字信号；

d)微惯导系统通电，启动角振动台，依次完成所有频率点的测试，记录微惯导系统的幅值衰减

和相位滞后值，角振动时间按照产品规范执行；

e)角振动结束后产品断电；

f)改变安装方式，分别使其它两轴与角振动台旋转轴重合，重复步骤b)～e);

g)三轴角速度均测试完毕后，测试结束。

7.10.4合格判据

7.10.4.1幅频特性

11

GB/T××××—××××

对比微惯导系统的角速度幅值퐹g和转台输出幅值퐹z，当20lg（Fg/FZ）值接近-3dB时，对应的频率

就是带宽，应不小于微惯导系统要求值。指定频率点的幅频衰减特性满足微惯导系统要求。

7.10.4.2相频特性

对比微惯导系统角速度的相位和转台输出相位，在指定频率点上的相位滞后值应满足要求。

7.11启动时间测试

7.11.1测试目的

检查微惯导系统的启动时间是否满足要求。

7.11.2测试设备

测试设备包括：

a)微惯导系统测试设备；

b)供电电源。

7.11.3测试方法

7.11.3.1给微惯导系统供电，记录微惯导系统从通电开始到上电自检完成所需要的时间。

7.11.3.2对于单次测试可表征启动时间的微惯导系统，启动时间为单次测试结果；对于启动时间不

固定的微惯导系统，可进行多次测试，启动时间通常为多次测试的最大值。

7.11.4合格判据

启动时间应满足微惯导系统要求

7.12对准时间测试

7.12.1测试目的

检查微惯导系统从对准开始到对准结束的时间是否满足要求。

7.12.2测试设备

测试设备包括：

a)微惯导系统测试设备；

b)供电电源；

c)计时器。

7.12.3测试方法

7.12.3.1用供电电源给微惯导系统供电，微惯导系统启动，完成自检后进入对准状态，用计时器记

录微惯导系统从对准开始至对准结束的时间。

7.12.3.2针对对准时间不固定的系统，可进行多次测试，对准时间取多次测试的最大值。

7.12.4合格判据

对准时间测试结果应满足微惯导系统要求。

7.13对准精度测试

7.13.1静基座对准精度测试

7.13.1.1测试目的

检查微惯导系统在静基座条件下的对准精度是否满足要求。

7.13.1.2测试设备

测试设备包括：

a)微惯导系统测试设备；

b)供电电源；

c)测试平台（测试地基或转台）。

7.13.1.3测试方法

12

GB/T××××—××××

测试方法如下：

a)微惯导系统固定在测试平台上，使产品基准面紧贴试验台基准面，连接好测试电缆；

b)给微惯导系统供电，微惯导系统完成自检、初始装定、对准后转入导航，初始装定时航向通

常采取外部装定方式；

c)记录微惯导系统对准结束时刻的水平姿态，与基准值比较得到水平姿态对准误差；

d)微惯导系统断电；

e)重复步骤b）～d），测试次数n通常不小于８次，或按照产品规范执行。

7.13.1.4合格判据

按照公式（14）～公式（15）计算水平姿态误差的标准差，即为对准精度，应满足微惯导系统要

求。

1

휎=√∑푛(훾−훾)2………(14)

훾푛푖=1푖푖0

1

휎=√∑푛(휗−휗)2………(15)

휗푛푖=1푖푖0

式中：

휎훾、휎휗——分别为滚转角对准误差、俯仰角对准误差，单位为度（°）；

훾푖、휗푖——分别使第푖次测试滚转角、俯仰角，单位为度（°）；

훾푖0、휗푖0——分别为滚转角基准值、俯仰角基准值，单位为度（°）。

7.13.2摇摆基座对准精度测试

7.13.2.1测试目的

检查微惯导系统在摇摆基座条件下的对准精度是否满足要求。

7.13.2.2测试设备

测试设备包括：

a)微惯导系统测试设备；

b)供电电源；

c)摇摆台；

d)基准惯导系统。

7.13.2.3测试方法

测试方法如下：

a)微惯导系统和基准惯导系统用工装固定在摇摆台上，微惯导系统与基准惯导系统的航向轴、

滚转轴和俯仰轴重合度满足测试要求，连接好测试电缆；

b)给基准惯导系统供电，基准惯导系统完成初始对准后转入导航，在每次测试中确保基准惯导

系统的导航精度满足要求；

c)按照规定条件设置摇摆台，摇摆台启动、运行平稳后给微惯导系统供电，微惯导系统完成自

检、初始装定、对准后转入导航，初始装定时航向通常采用外部装定方式；

d)记录微惯导系统对准结束时刻的水平姿态，与基准惯导的水平姿态做比较，得到水平姿态对

准误差，微惯导系统断电；

e)重复步骤b）～d），测试次数通常不小于８次，或按照产品规范执行。

7.13.2.4合格判据

按照公式（14）～公式（15）计算对准精度，应满足微惯导系统要求。

13

GB/T××××—××××

7.13.3动基座对准精度测试

7.13.3.1测试目的

检查微惯导系统在动基座条件下的对准精度是否满足要求。

7.13.3.2测试设备

测试设备包括：

a)微惯导系统测试设备；

b)供电电源；

c)行进中的车辆、飞机、舰船等。

7.13.3.3测试方法

测试方法如下：

a)微惯导系统和基准惯导系统用工装固定在车辆、飞机、舰船内部，微惯导系统与基准惯导系

统的航向轴、滚转轴和俯仰轴重合度应满足测试要求，连接好测试电缆；

b)给基准惯导系统供电，基准惯导系统完成初始对准后转入导航，在每次测试中确保基准惯导

系统的导航精度满足要求；

c)启动车辆、飞机、舰船等，运行平稳后给微惯导系统供电，微惯导系统完成自检、初始装定、

对准后转入导航，初始装定时航向通常采用外部装定方式；

d)记录微惯导系统对准结束时刻的水平姿态，与基准惯导的水平姿态做比较得到水平姿态对准

误差，微惯导系统断电；

e)重复步骤b）～d），测试次数通常不小于８次，或按照产品规范执行。

7.13.3.4合格判据

按照公式（14）～公式（15）计算对准精度，应满足微惯导系统要求。

7.14静态导航测试

7.14.1测试目的

检查微惯导系统在常温静态环境下的导航精度是否满足要求。

7.14.2测试设备

测试设备包括：

a)微惯导系统测试设备；

b)供电电源；

c)基准台。

7.14.3测试方法

测试方法如下：

a)对微惯导系统进行外观检查，检查无误后将微惯导系统固定在静止的基准台台面上,连接好

测试电缆；

b)给微惯导系统供电，微惯导系统完成自检、初始装定、对准后转入导航；

c)记录微惯导系统输出的位置、速度、姿态等导航信息，测试时间通常不大于微惯导系统的工

作时间；

d)测试结束后，微惯导系统断电；

e)重复步骤b)～d）,测试次数通常不小于8次，或按照产品规范执行。

7.14.4合格判据

7.14.4.1水平位置精度评定

7.14.4.1.1多次测试

14

GB/T××××—××××

水平位置精度通常用水平位置误差的均方根值RMS来表示，可以是经度误差、纬度误差、或者经度

和纬度的合矢量误差即径向误差，计算方法见公式（16）～公式(18)。

11

푅푀푆=√∑푛[∑푚Δ휆2]………(16)

휆푛푖=1푚푗=1푖푗

11

푅푀푆=√∑푛[∑푚Δ휙2]………(17)

휙푛푖=1푚푗=1푖푗

11

푅푀푆=√∑푛[∑푚Δ푅2]………(18)

푅푛푖=1푚푗=1푖푗

式中：

푅푀푆λ——微惯导系统经度误差，单位为米（m）；

푅푀푆ϕ——微惯导系统纬度误差，单位为米（m）；

푅푀푆R——微惯导系统经度、纬度合矢量误差，即径向误差，单位为米（m）；

푚——微惯导系统第푖次测试的采样点数；

Δ휆푖푗、Δ휙푖푗、Δ푅푖푗——分别是微惯导系统第푖次测试第푗个采样点的经度误差、纬度误差和径向误差,

单位为米（m），按公式（19）～公式（21）计算。

Δ휆푖푗=(휆푖푗−휆푔푖푗)×60×1852×cos(휙푖푗)…………………(19)

Δ휙푖푗=(휙푖푗−휙푔푖푗)×60×1852……(20)

22

푅푖푗=√Δ휙푖푗+Δ휆푖푗…………(21)

式中：

휆푖푗——微惯导系统第푖次测试第푗个采样点的经度，单位为度（°）；

휆푔푖푗——微惯导系统第푖次测试第푗个采样点的经度基准值，单位为度（°）；

휙푖푗——微惯导系统第푖次测试第푗个采样点的纬度，单位为度（°）；

휙푔푖푗——微惯导系统第푖次测试第푗个采样点的纬度基准值，单位为度（°）；

푅푖푗——微惯导系统第푖次测试第푗个采样点的径向误差，单位为米（m）。

7.14.4.1.2单次测试

单次测试时，水平位置误差按照公式（16）～（21）计算，其中测试次数n取1，计算结果应满足

微惯导系统要求。单次测试时也可以按照如下方法考核：水平位置误差按照公式（19）、（20）或公

式(21)计算，取其在测试时间内的最大误差值表示，应满足微惯导系统要求。

7.14.4.2垂向位置精度评定

7.14.4.2.1多次测试

垂向位置精度通常用垂向位置误差的均方根值RMS来表示。多次测试（如n=8次）时，垂向位置精

度计算方法见公式（22）。

112

푅푀푆=√∑푛[∑푚(ℎ−ℎ)]…………………(22)

h푛푖=1푚푗=1ijgij

式中：

RMSh——微惯导系统垂向位置误差RMS值，单位为米（m）；

ℎ푖푗——微惯导系统第푖次测试第푗个采样点的高度，单位为米（m）；

ℎg푖푗——微惯导系统第푖次测试第푗个采样点的高度基准值，单位为米（m）。

15

GB/T××××—××××

7.14.4.2.2单次测试

单次测试时，垂向位置误差按照公式（22）计算，其中测试次数n取1，计算结果应满足微惯导系

统要求。单次测试时，微惯导系统纯惯性导航的垂向位置误差也可以用其在测试时间内的最大误差值

表示，应满足微惯导系统要求。

7.14.4.3速度精度评定

7.14.4.3.1多次测试

速度精度通常用北向、东向、天向速度误差的RMS值来表示。多次测试（如n=8次）时微惯导系统

的速度精度计算公式见公式（23）～公式（25），应满足微惯导系统要求。

112

푅푀푆=√∑푛[∑푚(푉−푉)]………(23)

푉푁푛i=1푚푗=1푁푖푗푁푔푖푗

112

푅푀푆=√∑푛[∑푚(푉−푉)]………(24)

푉푈푛i=1푚푗=1푈푖푗푈푔푖푗

112

푅푀푆=√∑푛[∑푚(푉−푉)]………(25)

푉퐸푛i=1푚푗=1퐸푖푗퐸푔푖푗

式中：

、、分别是微惯导系统的北向速度误差RMS值、天向速度误差RMS值、东

푅푀푆VN푅푀푆VU푅푀푆VE——

向速度误差RMS值，单位为米每秒（m/s）；

푉N푖푗、푉U푖푗、푉E푖푗——分别是微惯导系统第푖次测试中第푗个采样点的北向、天向、东向速度，单位

为米每秒（m/s）；

푉N푔푖푗、푉Ug푖푗、푉Eg푖푗——分别是微惯导系统第푖次测试中第푗个采样点的北向、天向、东向速度基准

值，单位为米每秒（m/s）。

7.14.4.3.2单次测试

单次测试时，速度误差按照公式（23）～（25）计算，其中测试次数n取1，计算结果应满足微惯

导系统要求。单次测试时，速度误差也可以用其在测试时间内的最大误差值来表示，应满足微惯导系

统要求。

7.14.4.4姿态精度评定

7.14.4.4.1多次测试

姿态精度通常用微惯导系统的航向角误差、俯仰角误差和滚转角误差RMS值来表示。多次测试（如

n=8次）时，计算公式见公式（26）～公式（28），应满足微惯导系统要求。

112

푅푀푆=√∑푛[∑푚(휓−휓)]………(26)

휓푛i=1푚푗=1푖푗푔푖푗

112

푅푀푆=√∑푛[∑푚(휗−휗)]………(27)

휗푛i=1푚푗=1푖푗푔푖푗

112

푅푀푆=√∑푛[∑푚(훾−훾)]………(28)

훾푛i=1푚푗=1푖푗푔푖푗

式中：

RMSψ——航向角误差RMS值，单位为度（°）；

푅푀푆휗——俯仰角误差RMS值，单位为度（°）；

푅푀푆훾——滚转角误差RMS值，单位为度（°）；

휓푖푗、휗푖푗、훾푖푗——分别是微惯导系统第푖次测试中第푗个采样点的航向角、俯仰角、滚转角，单位为

度（°）；

16

GB/T××××—××××

휓푔푖푗、휗푔푖푗、훾푔푖푗——分别是微惯导系统第푖次测试中第푗个采样点的航向角、俯仰角、滚转角基准

值，单位为度（°）。

7.14.4.4.2单次测试

单次测试时，姿态误差按照公式（26）～（28）计算，其中测试次数ｎ等于１，计算结果应满足

微惯导系统要求。单次测试时，微惯导系统纯惯性导航的姿态误差用其在导航测试时间内的最大误差

值表示，应满足微惯导系统要求。

7.15动态导航测试

7.15.1摇摆基座导航测试

7.15.1.1测试目的

检查微惯导系统在摇摆基座条件下的导航精度是否满足要求。

7.15.1.2测试设备

测试设备如下：

a)微惯导系统测试设备；

b)基准惯导系统；

c)供电电源；

d)摇摆台。

7.15.1.3测试方法

测试方法如下：

a)将微惯导系统和基准惯导系统（考核姿态时使用）用工装固定在摇摆台上，微惯导系统和基

准惯导系统滚转轴、航向轴和俯仰轴重合度满足测试要求，并与摇摆台轴向重合，连接好测

试电缆；

b)基准惯导供电，完成对准后转入导航状态，每次测试时确保基准惯导的导航精度满足要求；

c)按照规定设置摇摆台参数后启动摇摆台，摇摆台的运动稳定后给微惯导系统供电，微惯导系

统完成自检、初始装定、对准后转入导航，记录、存储微惯导系统输出的位置、速度、姿态

等导航信息，测试时间按照规定执行；

d)测试结束后，微惯导系统断电，基准惯导系统断电，如果微惯导系统测试时间远小于母惯导

工作时间时，基准惯导系统可在多次测试中保持持续通电状态；

e)重复步骤b)～d)，试验次数通常不少于8次，或者按照产品规范执行。

7.15.1.4合格判据

水平位置精度评定方法按7.14.4.1，垂向位置精度评定方法按7.14.4.2，速度精度评定方法按

7.14.4.3，姿态角精度评定方法按7.14.4.4，皆应满足微惯导系统要求。

7.15.2运动基座导航测试

7.15.2.1测试目的

检查微惯导系统在车载、机载、舰载等动态环境下的导航精度是否满足要求。

7.15.2.2测试设备

动态导航测试包括机载、舰载、摇摆、车载导航试验测试，所需测试设备如下：

a)微惯导系统测试设备；

b)基准惯导系统或卫星定位系统（可为差分卫星定位系统，作为基准用）；

c)供电电源；

d)运载体，包括满足使用要求的试验车、试验飞机（包括无人机）、试验舰船等。

7.15.2.3测试方法

17

GB/T××××—××××

通常在车载、机载、舰载导航测试前应编制专门的试验大纲，对微惯导系统的对准和导航方式、

试验车、试验飞机（包括无人机）、试验船的行驶路线、速度、方向、路况、海况，以及微惯导系统

工作流程和试验车、试验飞机（包括无人机）、试验船的行驶流程要求进行详细规定。运动基座导航

测试的方法下：

a)对微惯导系统进行外观检查和静态导航测试，确认微惯导系统工作正常；

b)将微惯导系统和基准惯导系统用工装上固定在运载体上，微惯导系统与基准惯导系统的航向

轴、滚转轴和俯仰轴重合度满足测试要求，其航向轴皆指向试验载体的前进方向，连接好测

试电缆；

c)给基准惯导系统供电，基准惯导系统完成初始对准后转入导航，在每次的车载导航试验中确

保基准惯导系统的导航精度满足要求，如使用卫星定位系统，则给卫星定位系统通电，使其

定位正常；

d)根据对准要求，在静态或者运动状态下给微惯导系统供电，微惯导系统完成自检、初始装定、

对准后转入导航；

e)运载体按照试验大纲规定的路线、方向、速度和高度等要求行驶；

f)行驶过程中记录、存储微惯导系统输出的位置、速度、姿态等导航信息，导航时间通常不小

于微惯导系统的工作时间；

g)测试结束后，微惯导系统断电，基准惯导断电，如果微惯导系统测试时间远小于基准惯导的

工作时间时，基准惯导系统在多次测试中可保持持续通电状态；

h)重复步骤c)～g)，试验次数通常不少于8次，或按照产品规范执行。

7.15.2.4合格判据

水平位置精度评定方法按7.14.4.1，垂向位置精度评定方法按7.14.4.2，速度精度评定方法按

7.14.4.3，姿态角精度评定方法按7.14.4.4，皆应满足微惯导系统要求。

7.16组合导航测试

7.16.1静态组合导航测试

7.16.1.1测试目的

测试微惯导系统在静态下惯性/卫星组合导航的导航精度是否满足要求。

7.16.1.2测试设备

测试设备包括：

a)微惯导系统测试设备；

b)卫星转发器；

c)供电电源；

d)基准台。

7.16.1.3测试方法

测试方法如下：

a)对微惯导系统进行外观检查，检查无误后将微惯导系统固定在静止的基准台台面上,连接好

测试电缆；

b)卫星转发器的接收天线置于室外无遮挡处，发射天线置于室内的适当位置，卫星转发器供电，

定位正常；

c)微惯导系统供电，完成自检、初始装定、对准后转入导航，进入组合导航状态；

d)记录微惯导系统输出的位置、速度、姿态等导航信息，测试时间按照产品规范规定执行；

e)测试结束后，微惯导系统断电；

18

GB/T××××—××××

f)重复步骤c)～e）,测试次数通常不小于8次，或按照产品规范执行。

7.16.1.4合格判据

惯性/卫星组合导航条件下，多次测试的水平位置精度评定方法按7.14.4.1.1、垂向位置精度评定

方法按7.14.4.1.2、速度精度评定方法按7.14.4.1.3、姿态角精度评定方法按7.14.4.1.4，单次测试

的评定方法与多次测试的相同，其中试验次数n取1。组合导航精度应满足微惯导系统要求。

7.16.2动态组合导航测试

7.16.2.1摇摆基座组合导航测试

7.16.2.1.1测试目的

检查微惯导系统在摇摆基座条件下的惯性/卫星组合导航精度是否满足要求。

7.16.2.1.2测试设备

测试设备如下：

a)微惯导系统测试设备；

b)基准惯导系统；

c)卫星转发器；

d)供电电源；

e)摇摆台。

7.16.2.1.3测试方法

测试方法如下：

a)将微惯导系统和基准惯导系统（考核姿态时使用）用工装固定在摇摆台上，微惯导系统和基

准惯导系统滚转轴、航向轴和俯仰轴重合度满足测试要求，并与摇摆台轴向重合，连接好测

试电缆；

b)卫星转发器的接收天线置于室外无遮挡处，发射天线置于室内的适当位置，卫星转发器供电，

定位正常；

c)其余步骤与7.15.1.3的b)～e)相同，测试时确保微惯导系统进入组合导航状态。

7.16.2.1.4合格判据

同7.16.1.4。

7.16.2.2运动基座组合导航测试

7.16.2.2.1测试目的

检查微惯导系统在动态下的惯性/卫星组合导航精度是否满足要求。

7.16.2.2.2测试设备

微惯导系统的动态组合导航测试可以在车载、机载、舰载等动态下进行，所需测试设备包括：

a)微惯导系统测试设备；

b)基准惯导系统或卫星定位系统（可为差分卫星定位系统，作为基准用）；

c)供电电源；

d)运载体，包括满足使用要求的试验车、试验飞机（包括无人机）、试验舰船等。

7.16.2.2.3测试方法

测试方法如下：

a)对微惯导系统进行外观检查和静态导航测试，确认微惯导系统工作正常；

b)将微惯导系统和基准惯导系统用工装固定在运载体上，微惯导系统与基准惯导系统的航向轴、

滚转轴和俯仰轴重