JJF
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF2003—2022
微惯性测量组合（MIMU）校准规范
Calibration Specification for Micro Inertial Measurement Units (MIMU)
2022-12-07发布
2023-06-07实施
国家市场监督管理总局发布 JJF2003—2022
微惯性测量组合 (MIMU）校准规范 Calibration Specification for Micro Inertial Measurement Units (MIMU)
JJF 2003—2022
归口单位：全国惯性技术计量技术委员会起草单位：中国电子科技集团公司第十三研究所
航空工业北京长城计量测试技术研究所
北京三驰惯性科技股份有限公司
本规范委托全国惯性技术计量技术委员会负责解释 JJF2003—2022
本规范主要起草人：
杨拥军（中国电子科技集团公司第十三研究所）
董雪明（航空工业北京长城计量测试技术研究所）
刘小利（中国电子科技集团公司第十三研究所）
刘海涛（北京三驰惯性科技股份有限公司）
参加起草人：
各海锋（中国电子科技集团公司第十三研究所）张宪龙（北京三驰惯性科技股份有限公司）
刘静雅（航空工业北京长城计量测试技术研究所） JJF2003—2022
目
录
引言
(Ⅱ) (1) (1 ) (1) (1) (1 ) (2) (2) (2) (3) (3) (3) (3) (3) (4) (4) (4) (4) (5) (6) (6) (7) (7) (8) (9) (13) (15)
范围· 2 引用文件· 3 术语及定义·
1
概述 4. 1 原理.. 4.2用途· 5计量特性 5. 1 MIMU三轴陀螺仪校准模型 5. 2 MIMU三轴加速度计校准模型 6校准条件
4
环境条件· 6.2 校准安装条件· 6.3测试标准及设备…· 7校准项目和校准方法 7. 1 校准项目 7. 2 校准方法· 7.2.1陀螺标度因数· 7.2.2 陀螺零偏、加速度敏感系数. 7.2.3 陀螺交叉耦合…·… 7.2.4 加速度计偏值、标度因数、交叉耦合 7.2.5加速度计角速度灵敏系数·.· 8 校准结果表达·
6. 1
复校时间间隔· 附录AMIMU测量不确定度评定示例. 附录B 校准证书内页格式附录C安装工位坐标示意图
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I JJF2003—2022
引言
微惯性测量组合（MicroInertialMeasurementUnit，MIMU）广泛应用于国民经济领域的运动或姿态测量。JJF1071一2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001 《通用计量术语及定义》、JJF1059.1《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列文件。本规范制定中参考了JJF1427一2013《微机电（MEMS）线加速度计校准规范》和GJB7952一2012《振动陀螺仪测试方法》。
本规范为首次发布。
二 JJF2003—2022
传感器部分 X轴微陀螺
信号转换模块
Y轴微陀螺
电源转换 数字信号
处理 输出
Z轴微陀螺
二
X轴微加速度计
Y轴微加速度计
电源输入
Z轴微加速度计
图1 MIMU系统原理框图
4 Z a2,w2
a',w
a',w'y
图2MIMU轴向示意图
4.2用途
MIMU广泛应用于各种运动参数测量，为载体提供三轴角速度信息和加速度信息。 5计量特性 5.1 MIMU三轴陀螺仪校准模型
陀螺各轴输出的数字量模型见式（1）：
Fwx [K gzx K gry K gre [wx [B ga [gzr gry gr2 [ax wy Kgyx K gyy K gy
X Wy X Bgy g yr g y g ye ay (1)
z Kgex Kgsy Kg z [B] gax gay g Laz 式中： Bgz、Bgy、Bgs MIMU陀螺仪敏感轴X、Y、Z的零偏； wx.wy.wz MIMU陀螺仪敏感轴X、Y、Z的输出角速度值；
MIMU陀螺仪输人基准轴X、Y、Z的输人角速度值；
xWyWz KgKgyy、Kg
MIMU陀螺仪敏感轴X、Y、Z的标度因数；
Kgyr、Kge、Kgry、K gay 、Kgrg 、Kgye -MIMU陀螺仪的交叉耦合系数； ggggggygyggy MIMU陀螺仪零偏加速度灵敏度系数；
2 JJF2003—2022
MIMU加速度计输入基准轴X、Y、Z的输人加速度值。
axayaz
5.2MIMU三轴加速度计校准模型
加速度计各轴输出的数字量模型见式（2）：
[a'x [Karr Kary K ar [ax [Bar Fo pry pa [wx]
Kayz Kayy Kaye ay Bay p y 0 py w (2) laz Kaz Kazy Ka] [az] [B a] Lpzx py 0 [w2] 式中： Bax、Bay、Ba MIMU加速度计敏感轴X、Y、Z的偏值；
ay
X
X
y
X
MIMU加速度计敏感轴X、Y、Z的输人角速度值； MIMU加速度计敏感轴X、Y、Z的输出加速度值； MIMU加速度计敏感轴X、Y、Z的输入加速度值：
wx.y.wz axayaz axayaz Kw、K、K MIMU加速度计敏感轴X、Y、Z的标度因数； Kayr、Ka、Kazy、Kay、Kaz、Kay——MIMU加速度计的交叉耦合系数；
yyy MIMU加速度计的角速度灵敏系数校准过程就是利用辅助校准设备，在给定的校准条件下，完成待校准参数的计算。
6 校准条件 6.1环境条件
a）环境温度：（20士5）℃； b）相对湿度（RH）：20%～85%； c）周围无强电磁场，无腐蚀性气体或液体，无强震源； d）实验室应有接地装置。
6.2校准安装条件
安装的夹具各垂直面相互垂直度10"，平面度不大于0.02mm。 6.3测试标准及设备
校准用标准装置及配套设备如表1所示。
表1校准用标准装置及推荐技术指标
校准用标准装置及配套设备
用途
技术指标
转角范围：连续无限；台面平面度：0.02mm；角速率相对误差及平稳性：
陀螺零偏陀螺标度因数陀螺交叉耦合系数陀螺零偏加速度灵敏度加速度计交叉耦合加速度计标度因数加速度计偏值
三轴位置 1×10-5（360°平均）；速率转台 角位置定位精度：土10"；
MIMU 校准装置
角位置测量重复性：土5"；角速率平稳性：0.05%；轴线垂直度：土10"
速率转台 角速率平稳性：0.05%（速率>10°/s）
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