1 系統用途

MIS-3DM-GD20慣性導航教學實驗系統（慣導/航姿/運動傳感），該系統標配雙軸電動轉臺、轉臺控制器和一個MEMS器件的AHRS航姿參考系統，該傳感器由九軸慣性測量組合，包含三軸陀螺儀、三軸加速度計、三軸磁強計傳感器，能滿足導航、制導與控制專業的學生了解慣性導航及飛行控制原理，有助于學生理解、熟悉、掌握慣性導航/航向姿態/運動狀態采集的原理、技術及其應用，也可以滿足其它專業如飛行技術、航海技術、無人機技術、測繪技術等不同專業的慣性導航技術的科研和教學的使用。還可設計開發各類飛行器、車輛、船舶、機器人、工程機械、穿戴式等各類運動載體測量及控制的創新實驗。雖然我們完善了該系統的實驗教學功能，同時，該系統也是一個二次開發平臺，可以作為其他項目的數據采集驗證平臺。

2 功能特點

（1） 較低的價格，可以讓眾多學生同時動手實驗，引領國內慣導/航姿/運動傳感教學和實驗進入普及化時代；

（2） 國內首家配備低成本電動轉臺，可做定量實驗，更好的掌握慣導/航姿/運動傳感技術；

（3） 提供全面的相關教學和實驗配套服務，減輕教師的負擔；

（4） 集成度高，包含了各類運動相關傳感器；

（5） 實驗覆蓋全面，從單一運動傳感器實驗到所有運動傳感器融合的綜合實驗；

（6） 通過自身在國內慣導/航姿/運動傳感領域的領先技術，實現慣導/航姿/運動傳感實驗室方案的不斷升級，真正使高校教學/實驗/科研水平跟上技術發展的潮流；

（7） 可為學校量身定做相關實驗系統；

（8） 系統集成了多種模型，能夠完成各個學科，包括航天，航空，航海，陸地等載體的慣性導航實驗項目；

3 實驗設備

圖1-1 實驗設備示意圖

3.1 雙軸電動轉臺（TT-3DM-2E-10）

機械臺體采用UO形鋁合金框架結構，由內環橫滾軸框架和外環俯仰軸框架組成相互垂直的轉動架構，采用直流電機驅動旋轉，實現三維空間任意位置和角度的姿態測量。具有位置、速率和搖擺三種測試功能。技術指標如下：

3.2 雙軸采集控制器(CC-3DM-2E-10)

采集控制器通過USB或串行接口連接計算機實現航姿模塊信號的采集與電動轉臺的測量控制。

3.3 慣導/航姿參考系統(3DM-E10A)

3DM-E10A是一款微型的全姿態測量傳感裝置，它由三軸MEMS陀螺、三軸MEMS加速度計、三軸磁阻型磁強計等三種類型的傳感器構成。三軸陀螺用于測量載體三個方向的的絕對角速率，三軸加速度計用于測量載體三個方向的加速度，在系統工作中，主要作用是感知系統的水平方向的傾斜，并用于修正陀螺在俯仰和滾動方向的漂移，三軸磁阻型磁強計測量三維地磁強度，用于提供方向角的初始對準以及修正航向角漂移。可提供的輸出數據有：原始數據、四元數、姿態數據等。技術指標如下：

尺寸：28mm×34mm×19mm；

重量：18g

內部更新率：80Hz；

啟動時間：< 1 sec；

靜態角度誤差（俯仰、滾動）：± 0.1 degree

動態角度誤差（俯仰、滾動）：± 1.0 degree；

靜態角度誤差（航向）： ± 0.5 degree；

動態角度誤差（航向）： ± 2degree；

航向角分辨率： <0.1degree；

加速度計測量范圍：±2g；

速率陀螺測量范圍：±300°/sec；