用于遠(yuǎn)程信息處理的慣性測量裝置粗方位校準(zhǔn)研究

現(xiàn)代遠(yuǎn)程信息處理服務(wù)大都采用用戶級慣性測量裝置（微型機電系統(tǒng)MEMS傳感器，如加速度計、速率陀螺儀等）來檢測車輛驅(qū)動狀態(tài)，鑒定車輛事故情況，增強全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）信號。測量裝置要實現(xiàn)這些功能，必須先獲取車輛坐標(biāo)系及設(shè)備坐標(biāo)系之間的初始校準(zhǔn)信息，然后進(jìn)行計算分析。

對坐標(biāo)系初始校準(zhǔn)存在的幾個問題進(jìn)行了分析。坐標(biāo)系初始校準(zhǔn)被分為水平校準(zhǔn)和方位角校準(zhǔn)兩個方面。在水平校準(zhǔn)中，存在的主要問題是如何通過靜止?fàn)顟B(tài)下的重力分力對滾動角及定位角進(jìn)行估計。在方位角校準(zhǔn)中，存在的主要問題是由于加速度計無法在車輛靜止?fàn)顟B(tài)下工作，因此無法直接通過加速度計對方位角進(jìn)行校準(zhǔn)。另外，在這兩項校準(zhǔn)過程中還需考慮由于測試裝置自身誤差而導(dǎo)致的校準(zhǔn)誤差。

提出了一種相對簡單且可以解決以上問題的動態(tài)方位校準(zhǔn)策略。在車輛靜止?fàn)顟B(tài)下，對車輛進(jìn)行水平校準(zhǔn)并將計時器歸零。車輛開始行駛后，進(jìn)行計時并計算測量裝置方位角。在計算方位角時需確保車速不超過預(yù)設(shè)值，同時車輛行駛方位始終保持不變。為了驗證所提出的粗方位校準(zhǔn)方法，進(jìn)行了兩種工況下的仿真分析以及普通城市工況下的實車試驗。普通城市工況（測試裝置限位設(shè)備很少和不平路面）下的實車試驗結(jié)果表明，采用用戶級的加速度計及速率陀螺儀作為測試裝置，足以對車輛狀態(tài)進(jìn)行很好的估計。在該工況下，所提出的校準(zhǔn)方法準(zhǔn)確率相對較高，方位角偏差約在1°左右。而在測試裝置限位設(shè)備很少的工況以及不平路面工況下的仿真結(jié)果表明，在這兩種工況下，校準(zhǔn)的準(zhǔn)確率會有所下降，方位角偏差約在2°左右。

TadicSetal.201321st TelecommunicationsForum （TELFOR）， 26-28Nov. 2013.

編譯：賀蓉