ICS07.040 A75 中华人民共和国国家标准 GB/T28587—2012 移 动测量系统惯性测量单元 Inertialmeasurementunitinthemobilemappingsystem 2012-06-29发布 2012-10-01实施 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目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语及定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 产品分级 2 ………………………………………………………………………………………………… 5 基本参数 2 ………………………………………………………………………………………………… 6 通用技术要求 3 …………………………………………………………………………………………… 6.1 外观检查 3 …………………………………………………………………………………………… 6.2 功能检查 3 …………………………………………………………………………………………… 7 参数检验 3 ………………………………………………………………………………………………… 7.1 检验条件 3 …………………………………………………………………………………………… 7.2 标准装置 3 …………………………………………………………………………………………… 7.3 检验项目 4 …………………………………………………………………………………………… 8 检验方法 4 ………………………………………………………………………………………………… 8.1 转台调平 4 …………………………………………………………………………………………… 8.2 已知目标方位角建立 5 ……………………………………………………………………………… 8.3 偏航角ψ的精度δψ 5 ………………………………………………………………………………… 8.4 俯仰角θ的精度δθ 5 ………………………………………………………………………………… 8.5 侧滚角φ的精度δφ 6 ………………………………………………………………………………… 8.6 输出稳定性BS 7 …………………………………………………………………………………… 8.7 开机重复性BR 7 …………………………………………………………………………………… 9 环境试验 7 ………………………………………………………………………………………………… 10 标志 7 ……………………………………………………………………………………………………… 11 包装 8 ……………………………………………………………………………………………………… 12 运输 8 ……………………………………………………………………………………………………… 13 贮存 8 ……………………………………………………………………………………………………… 附录A(资料性附录) 检验记录计算实例 9 ……………………………………………………………… 图1 转台调平示意图 4 ……………………………………………………………………………………… 图2 已知方位角目标示意图 5 ……………………………………………………………………………… 表1 准确度等级划分 2 ……………………………………………………………………………………… 表2 惯性测量单元(IMU)基本参数 2 ……………………………………………………………………… 表3 检验用标准装置 3 ……………………………………………………………………………………… ⅠGB/T28587—2012 表4 惯性测量单元(IMU)检验项目 4 ……………………………………………………………………… 表A.1 偏航角精度δψ检验记录表 9 ……………………………………………………………………… 表A.2 俯仰角精度δθ检验记录表 10 ……………………………………………………………………… 表A.3 侧滚角精度δφ检验记录表 11 ……………………………………………………………………… 表A.4 输出稳定性BS检验记录表 12 …………………………………………………………………… 表A.5 开机重复性BR检验记录表 13 …………………………………………………………………… ⅡGB/T28587—2012 前 言 本标准依据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(SAC/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、翟清斌、吴秀娟、牟秀珍。 ⅢGB/T28587—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(IMU)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/T191 包装储运图示标志 GB/T2423.1~2423.10、2423.25~2423.27 电工电子产品环境试验 GB/T15464 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 mobilemeasurementsystem 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(IMU) inertialmeasuringunit 由3个正交安装的单轴陀螺仪或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 flightturntable 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 stabilityofmeasuringresults 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 repeatabilityofmeasuringresults 在同样条件及规定间隔时间内,多次通电过程中,IMU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 longitudinaltilt 1GB/T28587—2012 θ 载体坐标系Xb轴与水平面的夹角,从水平面起算,向上为正。 3.7 侧滚角 roll 旁向倾角 lateraltilt φ 载体坐标系Yb轴与水平面的夹角,从水平面起算,右倾为正。 3.8 偏航角 yaw 真航向 trueheading ψ 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 产品分级 惯性测量单元(IMU)用来测定运动载体姿态的偏航角ψ、俯仰角θ和侧滚角φ,即航向、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ψ、俯仰角θ和侧滚角φ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1。 表1 准确度等级划分 单位为度(°) 准确度等级 测角标准差(δ) Ⅰ δ≤0.01 Ⅱ 0.01<δ≤0.02 Ⅲ 0.02<δ 5 基本参数 惯性测量单元(IMU)的基本参数参见表2。 表2 惯性测量单元(IMU)基本参数 单位为度(°) 序号 项目仪器等级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 1 偏航角ψ的精度δψ δψ≤0.01 0.01<δψ≤0.02 0.02<δψ 2 俯仰角θ的精度δθ δθ≤0.005 0.005<δθ≤0.01 0.01<δθ 3 侧滚角φ的精度δφ δφ≤0.005 0.005<δφ≤0.01 0.01<δφ 4 输出稳定性BS BS≤0.01 0.01<BS≤0.1 0.1<BS 5 开机重复性BR BR≤0.01 0.01<BR≤0.1 0.1<BR 2GB/T28587—2012 6 通用技术要求 6.1 外观检查 外观检查应包括下列几项内容: a) 表面应清洁,无裂纹、碰伤、划痕、毛刺,金属件无锈蚀,涂镀层完好无剥落; b) 紧固件、连接件应牢固无松动,并用胶(或漆)固封; c) 电连接器应完整无损,绝缘层完好; d) 至少具有两个相互垂直的基准面; e) 所有标志、印记应清晰、正确,并位于明显处,无短缺字符现象。 6.2 功能检查 功能检查应包括下列几项内容: a) 先通电检验,查看输出应正常; b) 各种操作键、按钮或开关应反应灵敏、功能正常; c) 如有显示屏,显示的各种字符应清晰、内容完整、对比度适当; d) 数据输出完好; e) 仪器的附件齐全。