半球谐振陀螺星载惯性测量单元设计与实现

半球谐振陀螺是一种新型固体振动陀螺，具备功耗低、寿命长、稳定性高等特点，可完美适应卫星的姿态控制。针对微小卫星应用需求，利用半球谐振陀螺构建了星载惯性测量单元。首先，通过测量单元硬件结构设计，对其内部空间进行优化，并通过力学特性及力学试验仿真分析，验证其机械可靠性。其次，针对微小卫星应用环境优化半球谐振陀螺电路设计，提高惯性测量单元可靠性。最后，力学环境试验结果表明，三轴半球谐振陀螺的零偏稳定性均优于0.1°/h，敏感器件满足标度因数非线性度≤500ppm和零偏稳定性≤0.1°/h(1σ)的要求，实现了满足微小卫星应用需求的低成本、小体积、高可靠的半球谐振陀螺星载惯性测量单元。