관성센서 오차 모델을 이용한 진동형 MEMS 자이로스코프 G-민감도 환산계수 오차 추출 기법 (The Extraction Method for the G-Sensitivity Scale-Factor Error of a MEMS Vibratory Gyroscope Using the Inertial Sensor Model)

서지정보

· 발행기관 : 한국항공우주학회
· 수록지 정보 : 한국항공우주학회지 / 47권 / 6호 / 438 ~ 445페이지
· 저자명 : 박병수, 한경준, 이상우, 유명종

초록

본 논문에서는 MEMS 자이로스코프에서 발생하는 G-민감도 오차를 관성센서 오차 모델에 정의하고, 이를 분석하여 오차 성분을 추출하는 기법을 제안한다. 일반적으로 MEMS기반 자이로스코프는 스프링과 관성질량체를 갖는 진동형 방식으로 개발된다. 따라서 구조적으로 고기동 환경에서 인가되는 가속도에 비례하는 G-민감도 오차 특성을 갖게 된다. 이러한 G-민감도 오차는 외부에서 높은 가속도가 인가되지 않는 민수분야에서는 무시할 정도로 작다. 하지만 전술급 성능의 MEMS 관성측정기가 고가속 환경에서 외란과 가속도에 의해 G-민감도 오차가 발생하게 되면 항체의 유도조종을 위한 항법장치 성능에 큰 영향을 미치게 되므로 오차 분석과 보상은 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 MEMS 자이로스코프에 발생하는 G-민감도 오차를 분석하고 정의하여 관성센서 오차모델에 적용한다. 새로 정의된 관성센서 오차모델을 분석하여, 오차 성분을 고가속도 시험환경이 아닌 FMS 시험만으로 정확히 추출하는 방법을 제안한다. 그리고 제안한 방법으로 얻은 오차를 보상하여 고가속도 시험을 수행하고 그 결과를 분석하여 성능과 신뢰성을 검증한다.

영어초록

In this paper, we present a new approach to extract the g-sensitivity scale-factor error for a MEMS gyroscope. MEMS gyroscopes, based on the use of both angular momentum and the Coriolis effect, have a g-sensitivity error due to mass unbalance. Generally, the g-sensitivity error is not considered in general use of gyroscopes, but it deserves our attention if we are to develop for tactical class performance and reliability. The g-sensitivity error during vehicle flight increases navigation error; so it must be analyzed and compensated for the use of MEMS IMU for high dynamics vehicle systems. Therefore, we analyzed how to extract the g-sensitivity scale-factor error from the inertial sensor error model. Furthermore we propose a new method to extract the g-sensitivity error using flight motion simulator. We verified our proposed method with experimental results.

참고자료

· 없음