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慣性測(cè)量組合是采用MEMS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的上述裝置，在系統(tǒng)集成方面分為兩種：一種是通過(guò)組裝方式，將MEMS陀螺、MEMS加速度計(jì)及相關(guān)處理電路安裝在一個(gè)小型的結(jié)構(gòu)中集成為微性測(cè)量組合。另一種是采用全集成方式，將陀螺、加速度計(jì)及相關(guān)處理電路集成在一個(gè)單片上實(shí)現(xiàn)微慣性測(cè)量組合。利用MEMS技術(shù)的全集成微慣性測(cè)量組合目前尚處于研制階段，其體積可進(jìn)一步減小。

慣性測(cè)量單元可以定義為“無(wú)需外部參考的可測(cè)量三維線運(yùn)動(dòng)及角運(yùn)動(dòng)的裝置”。慣性測(cè)量單元通過(guò)正交安裝的三只加速度計(jì)和三只陀螺來(lái)敏感載體三個(gè)方向的線加速度和旋轉(zhuǎn)角速率，通過(guò)解算可獲得載體的姿態(tài)、速度和位移等信息。

整個(gè)微慣性測(cè)量組合系統(tǒng)主要包括微慣性敏感單元和實(shí)時(shí)解算電路兩大部分。其中，敏感單元用于感測(cè)載體運(yùn)動(dòng)的三維角速率和比力信息；解算電路則利用敏感單元所數(shù)感到的信息，通過(guò)姿態(tài)解算和導(dǎo)航計(jì)算，輸出有關(guān)載體運(yùn)動(dòng)的姿態(tài)、速度和位置參數(shù)。

由于微型慣性測(cè)量組合多采用MEMS的設(shè)計(jì)方法和加工工藝、微封裝工藝等先進(jìn)的工藝手段，因此除具有傳統(tǒng)慣性測(cè)量最組合自主性強(qiáng)的特點(diǎn)外，通常還具有體積小、重量經(jīng)、成本低、功耗小、響應(yīng)快、抗高過(guò)載、抗強(qiáng)沖擊等惡劣環(huán)境、以及易于安裝和維護(hù)等一系列的特點(diǎn)。

微慣性測(cè)量組合的主要技術(shù)性能通常由供電要求、性能指標(biāo)、工作環(huán)境和外形等四個(gè)方面。

微型慣性測(cè)量組合因體積小、重量輕、成本低、抗高過(guò)載、抗強(qiáng)沖擊等惡劣環(huán)境等一系列優(yōu)勢(shì)，使其不僅在民用領(lǐng)域，更重要的是在軍用領(lǐng)域受到極大的青睞和重視。然而，限于當(dāng)前MIMU的精度尚處于中低，因此，目前MIMU的主要應(yīng)用范圍則是一些精度要求不高的短期導(dǎo)航定位場(chǎng)合，而這些應(yīng)用場(chǎng)合往往需要MIMU具有小體積、輕重量、低成本和抗高過(guò)載等其他一些特性，如小型制導(dǎo)彈藥、制導(dǎo)炸彈、無(wú)人駕駛飛機(jī)等。

微慣性測(cè)量組合的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要在以下三個(gè)方面。

向高度集成化方向發(fā)展。如在中低性能民用應(yīng)用方向上利用表面工藝在單芯片上實(shí)現(xiàn)多軸陀螺，加速度計(jì)、數(shù)字處理電路等功能部件、組件的一體集成；而在軍事等高性能應(yīng)用領(lǐng)域則利用體硅工藝實(shí)現(xiàn)陀螺、加速度計(jì)敏感結(jié)構(gòu)，后續(xù)處理電路采用半導(dǎo)體工藝實(shí)現(xiàn)專用處理電路，最后實(shí)現(xiàn)雙片集成，多軸組裝。

向高性能方向發(fā)展。進(jìn)一步改善陀螺、加速度計(jì)性能，優(yōu)化整體結(jié)構(gòu)形式，提高微慣性測(cè)量組合的性能和環(huán)境適應(yīng)性。

向組合化方向發(fā)展。鑒于目前MIMU尚處于中低精度，且其導(dǎo)航定位誤差隨時(shí)間的累積而增加，因此，MIMU與其他定位誤差不隨時(shí)間累積的導(dǎo)航定位系統(tǒng)（如GPS、多普勒雷達(dá)、地形匹配等）相組合，實(shí)現(xiàn)組合導(dǎo)航也是其未來(lái)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。

標(biāo)簽： 慣性測(cè)量組合