【摘 要】
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目前，以美国为代表的一些军事大国对无人机的研究处于世界领先地位，国内也正在加紧对无人机领域内各项新兴技术的研究。 鉴于此，本文研究某型无人机姿态航向参考系统的工作原
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目前，以美国为代表的一些军事大国对无人机的研究处于世界领先地位，国内也正在加紧对无人机领域内各项新兴技术的研究。 鉴于此，本文研究某型无人机姿态航向参考系统的工作原理、系统设计以及工程实现。使该系统具有低成本、小型化以及较高精度的基本特性。该课题涉及的技术面广、工作量大、难点多，具体包括：(1)姿态解算方法的研究；(2)各类惯性器件的测试与补偿；(3)姿态测量值的滤波；(4)航姿系统的总体设计；(5)航姿系统的集成测试。 (?)中，首先介绍无人机的发展历程与现状，对航姿系统中的各项关键技术作了初步的分析。其次，介绍航姿系统的坐标系与基本方程，分析捷联矩阵的各类修正算法，对所采用的四元数法作了性能仿真。接着，详细分析航姿系统中各类惯性器件(包括角速度陀螺、加速度计、磁罗盘与倾角计)的工作原理与具体型号的参数特性，通过大量的实验来获取器件的实际数据，并利用MATLAB工具来分析并补偿器件的实际误差。然后，具体分析纯化姿态测量值的滤波技术，并将卡尔曼滤波理论应用到实际的姿态信号测量过程中，提高姿态信号的利用率。最后，介绍系统的整体设计方案以及硬件与软件的设计过程，对航姿系统的调试过程给出了详细的说明，并给出结论。 结合课题的实际工作，文中提出了加速度计的重力补偿法以及前向通道的模块化设计方法，并给出了倾角计的适用性结论。本航姿系统通过采用微机电(MEMS)惯性器件作为姿态信号测量元件以及TMS320VC33作为系统的DSP芯片的设计方法，扩展了航姿系统的设计思路，并推广了MEMS惯性器件在小型无人机上的应用。
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