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【干货】GNSS+IMU+紧耦合算法=高可靠定位

【干货】GNSS+IMU+紧耦合算法=高可靠定位

  • 分类:行业聚焦
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2021-03-09
  • 访问量:0

【概要描述】你知道多径效应吗?

你知道参数补偿吗?

你偏离过路线吗?

你看得出姿态信息吗?

你为信号失锁流过眼泪吗?

世上有人爱你,情愿为你承担这一切吗?

有吗?

【干货】GNSS+IMU+紧耦合算法=高可靠定位

【概要描述】你知道多径效应吗?

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你偏离过路线吗?

你看得出姿态信息吗?

你为信号失锁流过眼泪吗?

世上有人爱你,情愿为你承担这一切吗?

有吗?

  • 分类:行业聚焦
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2021-03-09
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你知道多径效应吗?

你知道参数补偿吗?

你偏离过路线吗?

你看得出姿态信息吗?

你为信号失锁流过眼泪吗?

世上有人爱你,情愿为你承担这一切吗?

有吗?

 

      随着卫星导航系统及其应用的发展,卫星导航系统已经成为重要的、不可或缺的空间基础设施。不论是“北斗+”还是“+北斗”,卫星导航已经渗透到各个领域,在保障国家安全、推动科技进步、促进经济发展中发挥着不可替代的作用。

      在卫星导航系统(GNSS)应用过程中,存在多径效应;信号被遮挡而失锁;只有水平、高程定位信息;无法观测载体姿态等弱点。而通过与惯性测量单元(IMU)的融合,补足了卫星导航定位的缺陷,有效解决了GNSS定位过程中的问题,让复杂条件下的精准导航、定位成为现实。

 

惯性测量单元

惯性测量单元(IMU)通常由三轴陀螺仪、三轴加速度计和导航解算系统集合而成,用于测量物体的三个轴向的角速度和加速度,通过积分即可获得物体在三维空间的运动速度和轨迹。惯性测量单元具有不依赖外界信息,短期精度高,能稳定高频地输出信号等优点,可以实现全天候,全地点工作。但由于采用积分算法,也存在定位误差随载体运行不断累积的缺点。

GNSS-IMU组合导航系统,充分考量两种定位导航方式中的优缺点,利用GNSS产生的信号进行初始化,通过卡尔曼滤波处理,从而得出其最佳定位信息。

组合方式千千万,耦合算法是关键。

按照信息交换或组合程度的不同,分为松耦合和紧耦合。

松耦合和紧耦合哪个更好呢?

      松耦合:结构简单。在GNSS工作良好时,组合方案输出精度较好,当GNSS受影响而长期不工作时,组合精度急剧下降。

      紧耦合:动态工作下精度和可靠性更高。即使卫星个数少于4个也可以进行信息融合,通过计算卫星到载体之间的距离及距离变化率与卫星测量信息进行融合,也可以达到修正惯导位置、速度误差的目的,同时在卫星失锁过程中,对接收机钟差进行递推,提高信号恢复后的计算效率。

      开拓导控旗下研发生产的组合导航系统,具有四大关键技术:

紧耦合技术

直接以GNSS原始数据为观测量;

有效抑制GNSS多径效应对组合导航精度的影响;

与松耦合相比可大幅提高滤波收敛速度,提高姿态精度、补偿陀螺零偏;

延长IMU与GNSS融合时间,减少纯惯性工作时段;

抗差滤波技术

有效克服异常观测量的影响;

增强系统抗干扰能力;

动基座对准技术

独创的惯导线性误差模型;

普通Kalman滤波器实现快速稳定的对准;

MEMS IMU误差在线标定和补偿技术

完整精确的MEMS 惯性器件误差模型;

实时补偿各种 静态、动态误差的影响;

      除此以外,组合导航产品中的惯性测量单元为开拓导控自主研发生产。陀螺精度范围:0.5°/h-30°/h(1σ,1s平滑),满足如地下作业、隧道、水下、烟雾、森林、干扰等复杂环境下导致GNSS失锁时,对于载体运动的各种精度要求。

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