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龙图腾网获悉陕西华燕航空仪表有限公司申请的专利一种多源数据融合的MEMS航姿校准方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115824256B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211456900.8，技术领域涉及：G01C25/00；该发明授权一种多源数据融合的MEMS航姿校准方法是由郝晶;丁毅;徐晓军;付志伟;张敏敏设计研发完成，并于2022-11-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种多源数据融合的MEMS航姿校准方法在说明书摘要公布了：本发明提出一种多源数据融合的MEMS航姿校准方法，充分利用MEMS陀螺、加计、外部方位姿态信息实现系统方位姿态校准。本方法在不增加任何硬件成本，不改变MEMS航姿产品整体构架的情况下，通过软件控制实现空中、地面情况下的MEMS航姿长时精度保持，提高了MEMS航姿产品的应用场景。

本发明授权一种多源数据融合的MEMS航姿校准方法在权利要求书中公布了：1.一种多源数据融合的MEMS航姿校准方法，其特征在于，包括方位角融合修正和姿 态高度融合修正两部分内容， 方位角融合修正包括以下步骤： 步骤一：实时接收外部方位角、姿态数据及磁航向数据； 步骤二：当接收到外部方位角、姿态数据且数据有效时，对外部方位角数据融合处理标志及外部姿态数据融合处理标志进行更新；当接收到磁航向数据且数据有效时，对磁航向数据融合处理标志进行更新； 步骤三：判断外部方位角数据融合处理标志是否有效，若标志无效，则执行步骤四；若标志有效，则执行步骤五； 步骤四：判断磁航向数据融合处理标志是否有效，若标志无效，则返回步骤一，若标志有效，则执行步骤十三； 步骤五：根据接收到的外部方位角和姿态信息，建立主惯坐标系下的四元数；步骤六：根据步骤五建立的四元数信息，建立主惯坐标系下的姿态矩阵； 步骤七：根据主惯与航姿的实际安装误差值以及步骤六中建立的主惯坐标系下的姿态矩阵信息，实现主惯坐标系到航姿坐标系下的姿态矩阵转换，补偿MEMS航姿和主惯之间的安装误差； 步骤八：根据步骤七中计算得到的姿态矩阵，计算转换后的外部方位角； 步骤九：根据步骤八计算的外部方位角，结合系统自身解算的方位角，按照公式8计算差值，若绝对值大于零，则执行步骤十，否则返回步骤一； 8 步骤十：计数器开始自增计数； 步骤十一：判断计数值是否达到参考阈值，若是则执行步骤十二，否则返回步骤一； 步骤十二：若步骤九中的外部方位角以及系统自身解算的方位角在设定的范围内，且步骤九计算得到的大于参考阈值，则执行步骤二十二，否则返回步骤一； 步骤十三：计算系统方位角1s增量，其中，初值为零； 9 步骤十四：计算磁航向1s增量，其中，初值为零 10 步骤十五：根据步骤十三计算出来的系统方位角增量和步骤十四计算出来的磁航向增量，按照公式11计算磁航向变化率和系统方位角变化率的差值； 11 步骤十六：按照公式12、公式13保存当前的系统方位角和磁航向信息为下1s校准时使用； 12 =13 步骤十七：判断是否满足磁航向融合处理条件，若是，则执行步骤十八，否则返回步骤一，其中磁航向融合处理条件为：方位角变化率与磁航向角变化率的差值、系统姿态角、三轴角速率及三轴机体加速度均小于设定阈值； 步骤十八：计数器开始自增计数； 步骤十九：判断计数值是否达到参考阈值，则执行步骤二十，否则返回步骤一； 步骤二十：按照公式14计算磁航向与方位角误差； 14 步骤二十一：将步骤二十计算得到的磁航向和系统方位角之间的误差转为±180°之间； 步骤二十二：按照公式15校准系统方位角；其中为校准参数； 15 步骤二十三：利用校准后的系统方位角以及姿态角，建立MEMS航姿的系统四元数； 步骤二十四：根据步骤二十三建立的MEMS航姿的系统四元数，建立MEMS航姿的系统姿态矩阵，该步骤结束后，方位角融合机制处理流程结束；姿态高度融合修正包括以下步骤： 步骤1：实时接收外部方位角、姿态数据、高度及加速度数据； 步骤2：当接收到姿态数据且数据有效时，对外部姿态数据融合处理标志进行更新；当接收到外部高度数据且数据有效时，对高度有效标志进行更新； 步骤3：高度锁定标志系统默认为FALSE，判定高度锁定标志是否为FALSE，若是，则执行步骤4，否则执行步骤6； 步骤4：判断高度有效标志，若高度有效标志为有效，则执行步骤5，否则执行步骤6； 步骤5：系统高度赋初值，并置高度锁定标志值为TRUE，步骤3至步骤5一起实现高度锁定，且只在系统中进行一次，即完成系统初始高度值的存储； 步骤6：判断加速度融合处理条件是否满足要求，若满足要求，则执行步骤8；若不满足要求，则执行步骤7；其中加速度融合处理条件为三轴角速率、当前1s合加速度在参考阈值之内； 步骤7：判断外部姿态融合处理标志是否有效，若有效，则执行步骤14，若无效，则返回步骤1； 步骤8：根据加速度信息、、及重力加速度信息g，计算参考俯仰角和参考横滚角； 19 20 步骤9：判断步骤8计算的参考角度值是否均满足加速度计融合修正的参考阈值范围，若是，则执行步骤10，否则返回步骤1； 步骤10：根据步骤8计算的参考姿态，结合系统自身解算的姿态信息和，计算姿态误差值： 21 22 步骤11：判断步骤10计算的姿态误差值是否大于每节拍校准量，若大于每节拍校准量，则执行步骤12，否则返回步骤1； 步骤12：根据步骤10计算的姿态误差值确定正负向校准次数； 步骤13：根据步骤12确定的正负方向校准次数，判断正负方向校准次数是否满足参考阈值，若满足，执行步骤27，否则返回步骤1； 步骤14：地面模式校准标志系统默认为FALSE，判定地面模式校准标志系是否为FALSE，若是，则执行步骤15，否则返回步骤1； 步骤15：根据步骤5锁定的系统初始高度值，结合实时接收到的系统高度值，计算高度差值，判断高度差值是否大于参考阈值，若大于，则执行步骤16，否则返回步骤1； 23 步骤16：地面校准标志置为TRUE； 步骤17：判断地面校准标志置是否为TRUE，若为TRUE，则执行步骤18，否则返回步骤1； 步骤18：锁定接收到的外部方位、姿态信息； 步骤19：根据步骤18锁定的外部方位、姿态信息建立主惯坐标系下的四元数； 步骤20：根据步骤19建立的四元数信息，建立主惯坐标系下的姿态矩阵； 步骤21：根据主惯与航姿的实际安装误差值以及主惯坐标系下的姿态矩阵信息，实现主惯坐标系到航姿坐标系下的姿态矩阵转换，补偿MEMS航姿和主惯之间的安装误差； 步骤22：根据步骤21中计算得到的姿态矩阵，计算转换后的外部姿态角； 步骤23：根据步骤22计算的外部姿态角，结合系统自身解算的姿态角、，按照公式26、27计算差值： 26 27 步骤24：计数器开始自增计数； 步骤25：计数值满足参考阈值，则执行步骤26，否则返回步骤1； 步骤26：若步骤23中的外部姿态角以及系统自身解算的姿态角均在设定的范围内，且步骤23计算得到的、大于参考阈值，则执行步骤27，否则返回步骤1； 步骤27：按照公式28、29校准系统姿态角；其中、为校准参数： 28 29 步骤28：根据步骤27得到的校准后的系统姿态角以及系统方位角，建立MEMS航姿的系统四元数； 步骤29：根据步骤28得到的系统四元数建立MEMS航姿的系统姿态矩阵；该步骤结束后，姿态融合机制处理流程结束。

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