MIMU

MIMU简介

　　微型惯性测量单元（Miniature Inertial Measurement Unit，MIMU）［1］ 是一种重要的MEMS，它是由微型陀螺仪、微型加速度计，专用集成电路（ASIC）、嵌入式微机及相应的导航软件组成，可以提供运动载体的位置、速度和姿态信息。

　　众所周知，惯性导航系统以其独特的优点，在航空、航天和航海等领域得到了广泛的应用，惯性技术的发展水平直接影响一个国家武器装备现代化的程度。在现代以及可预见未来的高科技战场上，强技术对抗的复杂战场环境迫切需要微型飞行器、微型机器人等微小型侦察设备以及大量战术武器，这种需求促使惯性导航系统向低成本、微型化、低功耗的方向发展。

MIMU百科

　　微型惯性测量单元（Miniature Inertial Measurement Unit，MIMU）［1］ 是一种重要的MEMS，它是由微型陀螺仪、微型加速度计，专用集成电路（ASIC）、嵌入式微机及相应的导航软件组成，可以提供运动载体的位置、速度和姿态信息。

　　众所周知，惯性导航系统以其独特的优点，在航空、航天和航海等领域得到了广泛的应用，惯性技术的发展水平直接影响一个国家武器装备现代化的程度。在现代以及可预见未来的高科技战场上，强技术对抗的复杂战场环境迫切需要微型飞行器、微型机器人等微小型侦察设备以及大量战术武器，这种需求促使惯性导航系统向低成本、微型化、低功耗的方向发展。

　　微惯性器件的主要特点有：

　　（1）低成本。由于微惯性器件主要采用半导体或者石英材料，因此可以象制造芯片一样大批量生产，从而具有很低的成本。目前仅松下（（Panasonic）公司每年就生产超过200万套采用微惯性器件的汽车导航系统，而British Aerospace/Sumitamo每年生产超过700万只微陀螺。（2）体积小、功耗低。由于在MIMU中己经可以采用平面（In-plane）安装的三轴惯性器件，美国用于CMATD（ Competent Munitions Advanced TechnologyDemonstration）项目的由MIMU/GPS组成的整个导航制导控制系统（GuidanceNavigation & Control， GNC）的体积仅为8in3（立方英寸），功耗仅为3W。目前，Draper实验室的用于PGM（Precision Guided Munitions）项目的整个GN&C系统体积降至4in3，并正在向2in3迈进。（3）全固态，可靠性高，抗冲击性好。目前国外的微惯性器件抗过载能力已经达到20000g，并在火炮发射的制导炮弹中得到成功应用。（4）精度低。目前微陀螺的漂移远大于其它类型的常规陀螺。微惯导系统在无外界辅助信息的情况下导航的输出很快发散，因此在构成系统时，常需要其它辅助信息，来抑制系统定位误差的增长。由于MIMU和GPS接收机可以做到很高的集成，因此在战术武器上经常与GPS一起构成GPS/MIMU组合导航系统。由于微惯性器件具有上述特点，因此国际上有很多机构和公司研究微惯性器件，其中主要的包括Draper实验室、Honeywell， JPL实验室、Crossbow，英国的BAE System、日本的Sumitono， Panasonic，德国的LITEF， Bosch以及各国的很多大学等。美国在这一领域处于领先地位，最具代表性的是Draper实验室，Draper实验室于1984年开始微惯性传感器的研究。1995年在ERGM（Extend-Range GuidedMunition）中使用的MIMU/GPS单元体积为126in3，陀螺漂移率500（°）/h，加速度计精度20mg，功率24w，承受过载达到6500g，是第一个成功用于火炮发射制导弹药的MIMU/GPS系统。1997年在CMATD（Competent Munitions AdvancedTechnology Demonstration）试验中使用的单元体积缩小为9 in3，陀螺漂移率50（°）/h，加速度计精度达到lmg，功率10w，过载达到 12500g。目前Draper实验室的产品体积进一步减小到4砰，陀螺漂移率10（°）/h，加速度计精度100ug，过载达到20000g，功率小于3w。在美国DARPA （the Defence Advanced Research ProjectsAgency）和AFRL （ the Air Force Research Laboratory）的资助下，Draper实验室正在研究世界上性能最好的MIMU，目标是陀螺漂移率达到1（°）/h，加速度计精度100ug，能承受20000g的过载，功率小于Sw，生产成本为1200美元。