GB T 28587-2012 移动测量系统惯性测量单元.pdf

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1、ICS 07.040 A 75 道国中华人民共和国国家标准GB/T 28587-2012 移动测量系统惯性测量单元Inertial measurement unit in the mobile mapping system 2012-06-29发布2012-10-01实施。叫号/-飞注2届敏码防伪中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会发布GB/T 28587-2012 目次皿11122333333444555677778889例实算计录记立尸. 验建Absq-检角度度度sR位精精精BB)件UHH方的的的性性阳文.求查查件置目平标，vo?定复用义uu要检检u条装项口调目角

2、角角稳重陆引定级数术观能验验准验法台知航仰滚出机验阶.性及分参技外功检检标检方转已偏俯侧输开试志装输存仔围范语品本用数验境标包运贮A言范规术产基通UM参川口川检UUUMU8.。环录前123456789MUUU附图1转台调平示意图.4 图2己知方位角目标示意图.表1准确度等级划分表2惯性测量单元(IMU)基本参数2表3检验用标准装置.3 GB/T 28587-2012 表4惯性测量单元CIMU)检验项目4表A.1偏航角精度鸟检验记录表表A.2俯仰角精度80检验记录表.10 表A.3侧滚角精度鸟检验记录表.11表A.4输出稳定性A检验记录表四表A.5开机重复性BR检验记录表13E 目。吕本标准依据

3、GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准由国家测绘地理信息局提出。本标准由全国地理信息标准化技术委员会CSAC/TC230)归口。本标准起草单位:国家光电测距仪检测中心。本标准主要起草人:方爱平、齐维君、杨俊志、霍清斌、吴秀娟、牟秀珍。GB/T 28587-2012 阳山GB/T 28587-2012 移动测量系统惯性测量单元1 范围本标准规定了移动测量系统中惯性测量单元(lMU)的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则，仪器的包装、标志、运输和贮存的方法。本标准适用于移动测量系统(机载、车载和船载等)中惯性测量单元(IMU)的设计、生产试验和检验。2 规范性引用文件下列文件对于本文件

4、的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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/T 191 包装储运图示标志GB/T 2423. 12423. 10、2423.252423.27电工电子产品环境试验GB/T 15464 仪器仪表包装通用技术条件3 术语及定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1 移动测量系统mobile measurement system 测绘领域中以飞机、轮船、汽车等为载体，搭载测绘仪器进行测绘作业的系统。3.2 惯性测量单元(lMU)inertial measuring unit 由3个正交安装的单轴陀螺仪或

5、2个正交安装的双轴陀螺、3个正交安装的加速度计、相关辅助电路及结构体等部分构成，用于测量运动载体的三维角速度和非引力加速度(比力)的装置。3.3 转台f1ight turntable 用来复现飞行器姿态角运动的装置，有单轴转台、双轴转台和三轴转台之分。3.4 IMU稳定性stability of measuring results 在静止条件下，衡量IMU输出量围绕其均值的离散程度。以规定时间内输出量的标准偏差来表示，包括IMU三个轴向的输出量稳定性。3.5 IMU开机重复性repeatability of measuring results 在同样条件及规定间隔时间内，多次通电过程中，IMU

6、输出量相对其均值的离散程度，以多次测试所得零偏的标准偏差表示，包括IMU三个轴向输出量的重复性。3.6 俯仰角pitch 航向倾角longitudinal tilt G/T 28587-2012 3. 7 3.8 。载体坐标系Xb轴与水平面的夹角，从水平面起算，向上为正。侧滚角roll 旁向倾角lateral tilt cp 载体坐标系Yb轴与水平面的夹角，从水平面起算，右倾为正。偏航角yaw 真航向true heading 中在水平面内，载体坐标系Xb轴与真北方向之间的夹角，从真北方向起算，右偏为正。4 产晶分级惯性测量单元(IMU)用来测定运动载体姿态的偏航角队俯仰角。和侧滚角cp.即航向

7、、俯仰、横滚的状态。它是由三个陀螺仪及三个加速度计组成，由导航计算机对陀螺仪及加速度计的原始测量数据进行处理后，输出偏航角趴俯仰角。和侧滚角等参数。惯性测量单元(IMU)的测量准确度等级以输出参数的标准差来划分，参见表10表1准确度等级划分单位为度n准确度等级测角标准差()I O. 01 E o. 01;(伊i士;).( 7 ) n := IJ; =(机;)一CP(i=1，2，的(8 ) c) 侧滚角伊的精度8，:式中zn一一测量次数;8_ = 伊，应满足表2的要求。计算实例参见表A.30:61J ( 9 ) n-1 8.6 输出稳定性Bs8.6. 1 检验方法将惯性测量单元(IMU)安装在检

8、测设备上，并使航角指北。检验方法如下za) 设定输出量测的采样间隔时间为5min，测试时间不少于60min; b) 接通电源，记录IMU在测试时间内的输出量。8.6.2 数据处理惯性测量单元(lMU)稳定性检验的数据处理程序如下za) 计算输出量的平均值面G/T 28587-2012 EL=i( jTUz) . . .( 10 ) n i: 式中zWi 三个轴向(侧滚角、偏航角和俯仰角的输出量。b) 计算稳定性计算观测值的残差Vi:i =Wi -w (i=I，2，的(11 ) 计算输出量重复性:Bs= . ( 12 ) 式中zn一测量次数;取三个轴向中的最大值为Bs的最后检验结果，Bs应满足表

9、2的要求。计算实例参见表A.408. 7 开机重复性BR8.7. 1 栓验方法将惯性测量单元(lMU)安装在测试设备上，并使航角指北。检验方法如下za) 接通电源，记录惯性测量单元(lMU)开机直到输出结果稳定后，记录输出量并关闭电菁、pb) 再开机，重复a).重复次数不少于10次。8.7.2 数据处理惯性测量单元(lMU)开机重复性检验的数据处理参见8.6.20BR应满足表2的要求。计算实例参见表A.5。9 环境试验按GB/T2423. 12423. 10、2423.252423.27相关要求进行环境试验。10 标志10. 1 仪器上应具有产品型号、名称、商标、仪器制造商和仪器编号等标志。1

10、0.2 说明书和包装上应标注产品的型号、名称、商标、仪器制造商和详细地址。7 G/T 28587-2012 门包装仪器的包装应符合GB/T15464规定。包装储运标志应符合GB/T191的规定。12 运输12. 1 仪器搬运和放置按照运输箱的标志进行，应严格遵守仪器搬运和运输的相关规则。12.2 应禁止与易燃、易爆、易腐蚀等物品同车装运。12.3 应有防雨、防日晒、防撞击和防跌落的措施。13 贮存仪器应贮存在通风良好、隔热、保温、排水、具防火措施的场所。8 附录A(资料性附录)检验记录计算实例GB/T 28587-2012 表A.l表A.5分别给出了偏航角精度.p、俯仰角精度岛、侧滚角精度屯、

11、IMU输出稳定性Bs及开机重复性BR的检验记录计算实例。表A.1偏航角精度轧检验记录表检测编号:仪器型号:观测:记录:序号转台读数输出值z偏航角输出值仇1 0.000 166. 894 2 10.000 176.894 3 20.000 186.895 4 30.000 196. 896 5 40.000 206. 896 6 50.000 216.896 7 60.000 226. 897 8 70.000 236.898 9 80.000 246. 898 10 90.000 256.897 11 100.000 266.898 12 110.000 276.898 13 120.000

12、286.898 14 130.000 296.898 15 140.000 306. 898 16 150.000 316.899 17 160.000 326.899 18 170.000 336.898 19 180.000 346.898 20 190.000 356.899 21 200.000 6.898 22 210.000 16.898 23 220.000 26.897 24 230.000 36.897 25 240.000 46.898 26 250.000 56.897 仪器编号:一一一一一一日期:一一一一一一单位为度C)残差-0.003 2 一0.0032 0.002

13、2 一0.0012 一o.001 2 -0.001 2 一0.0002 0.000 8 I -0.000 2 0.000 8 0.000 8 0.000 8 0.000 8 0.000 8 0.0018 0.001 8 0.0008 0.000 8 0.001 8 0.000 8 0.000 8 一0.0002 -0.0002 0.000 8 一0.00029 GB/T 28587-2012 表A.1 (续)序号转台读数输出值z偏航角输出值仇27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 偏航角的精度比=0.0012检测编号:观测:260.000 66.897 270.000 76

14、.898 280.000 86.898 290.000 96.898 300.000 106.897 310.000 116.897 320.000 126.897 330.000 136.897 340.000 146.896 350.000 156.896 表A.2俯仰角精度e检验记录表仪器型号:记录:序号转台读数输出值z俯仰角输出值41 20.000 0 19.981 2 18.000 0 一17.9813 16.000 0 -15.980 4 14.000 0 13.980 5 12.000 0 一11.979 6 10.000 0 9.979 7 8.000 0 一7.9798 6.

15、000 0 -5.979 9 4.000 0 -3.978 10 2.000 0 一1.978 11 0.000 0 0.021 12 2.000 0 2.021 13 -4.000 0 4.021 14 -6.0000 6.022 15 8.000 0 8.022 16 -10.0000 10.022 17 一12.0000 12.022 10 单位为度n残差z-0.000 2 0.000 8 0.000 8 0.000 8 一0.0002 一0.0002 一0.0002 -0.000 2 一0.0012 一0.0012 仪器编号:日期z单位为度n残差a一0.0022 -0.0022 一0.

16、0012 一0.0012 -0.0002 0.000 2 一0.0002 一0.0002 0.000 8 0.0008 一0.0002 一0.0002 一0.0002 0.000 8 0.0008 0.000 8 0.000 8 表A.2(续)序号转台读数输出值吗俯仰角输出值418 19 20 21 俯仰角。的精度o=O.0010 检测编号:观测:一14.0000 14.022 16.000 0 16.023 一18.0000 18.022 一20.0000 20.022 表A.3侧攘角精度，检验记录表仪器型号:一一一一一一记录:序号转台读数输出值z侧滚角输出值但1 -20.0000 -20.

17、047 2 一18.0000 -18.047 3 16.0000 一16.0474 14.000 0 一14.0475 -12.0000 一12.0476 一10.0000 一10.0477 8.000 0 8.047 8 -6.0000 -6.047 9 -4.000 0 -4.047 10 -2.0000 -2.047 11 0.000 0 一0.04712 2.000 0 1. 952 13 4.000 0 3.952 14 6.000 0 5.952 15 8.000 0 7.952 16 10.000 0 9.951 17 12.000 0 11. 951 18 14.000 0 1

18、3.952 19 16.000 0 15.952 20 18.000 0 17.952 21 20.000 0 19.952 侧滚角伊的精度=0.0067 G/T 28587-2012 单位为度n残差z0.000 8 0.001 8 0.000 8 0.000 8 仪器编号:一一一一一日期:单位为度n残差川0.000 6 0.000 6 0.000 6 0.000 6 0.000 6 0.000 6 0.000 6 0.000 6 0.000 6 0.000 6 0.000 6 0.000 4 一0.0004 -0.000 4 0.000 4 一0.0014一0.0014-0.000 4 -0

19、.000 4 0.000 4 -0.0004 11 GB/T 28587-2012 检测编号:观测:表录记验-A 叫一出号录输捆4仪记A 表仪器编号:日期:IMU输出量/n序号时间侧滚角伊偏航角俯仰角。mm 观测值残差观测值残差观测值残差1 。一0.0500.001 3. 187 一0.0022 0.014 0.005 4 2 5 一0.0500.001 3. 188 一0.0012 0.012 0.003 4 3 10 一0.0510.000 3. 188 一0.0012 0.011 0.002 4 4 15 0.051 0.000 3. 189 -0.0002 0.009 0.0004 5

20、 20 -0.051 o. 000 3. 189 一0.0002 0.008 0.000 6 6 25 0.052 一0.0013. 189 一0.0002 0.007 一0.0016 7 30 一0.0520.001 3. 190 0.000 8 0.007 0.001 6 8 35 一0.052-0.001 3. 190 0.000 8 0.007 一0.0016 9 40 一0.052一0.0013.190 0.0008 0.007 一0.0016 10 45 一0.052一0.0013.190 0.000 8 0.007 一0.0016 11 50 -0.052 一0.0013. 19

21、0 0.000 8 0.007 一0.0016 12 55 一0.052一0.0013.190 0.000 8 0.008 -0.0006 13 60 一0.052一0.0013.190 0.000 8 0.008 一0.0006 输出量平均值-0.051 3.189 2 0.008 6 输出量标准差0.000 8 0.001 0 0.002 2 最后检验结果Bs=0.002 12 检测编号:观测:序号开机次数1 l 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 输出量平均值输出量标准差最后检验结果表.5开机重复性BR检验记录表仪器型号-一一一一一记录:IMU输出

22、量/n侧滚角伊偏航角观测值残差观测值残差一0.0490.000 5 2.082 一0.0915 -0.050 0.000 5 2.094 一0.0795 -0.049 0.000 5 2.069 O. 104 5 一0.050一0.0005 2.121 0.052 5 -0.049 0.000 5 2.108 一0.0655 一0.050一0.0005 1. 991 一0.1825 0.049 0.000 5 2.080 0.093 5 0.050 一0.0005 2.248 0.074 5 -0.049 0.000 5 2.350 O. 176 5 一0.050一0.0005 2.592 0

23、.418 5 一0.0495 2.173 5 0.000 5 0.178 4 BR=0.178 GB/T 28587一2012仪器编号-一一一一一日期:一一一一一一俯仰角。观测值残差0.014 一0.0006 0.014 一0.0006 0.014 一0.0006 0.014 一0.0006 0.015 0.000 4 0.015 0.000 4 0.014 一0.0006 0.015 。.00040.016 0.001 4 0.015 0.000 4 0.014 6 0.000 7 NFON|hNH国。华人民共和国家标准移动测量系统惯性测量单元GB/T 28587-2012 国中中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销字千刷)印EJ次数一字第同nEdnu rdti 1年张M祷印m开本880X12301/16 2012年10月第一版* 书号:155066. 1-45705定价21.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107打印日期:2012年11月2日F002