Инерциальная навигационная система

Точное позиционирование в реальном времени с точностью до сантиметра имеет решающее значение в таких областях, как автономное вождение, точное земледелие и аэрофотосъемка с помощью дронов. Система GNSS/INS I3700 с двумя антеннами от Micro-Magic расширяет возможности технологии RTK, преодолевая такие ограничения, как перекрытие сигнала, и обеспечивает точную и надежную навигацию в сложных условиях. Эта система обеспечивает надежное позиционирование для приложений нового поколения.В таких областях, как автономное вождение, точное земледелие и аэрофотосъемка с помощью дронов, позиционирование в реальном времени с точностью до сантиметра стало ключевым требованием. Технология Real-Time Kinematic (RTK) уменьшает ошибки традиционного GPS-позиционирования с метров до сантиметров благодаря взаимодействию базовой станции и ровера. Появление высокопроизводительной интегрированной навигационной системы GNSS/INS с двумя антеннами I3700 от Micro-Magic обеспечивает RTK улучшенную адаптивность к окружающей среде и надежность, открывая новую эру высокоточного позиционирования.I. Ключевые прорывы технологии RTKСистема RTK обеспечивает точное позиционирование за счет взаимодействия базовой станции и ровера:Базовая станция: Расположенная в известных координатах, она вычисляет ошибки спутникового сигнала в реальном времени (например, атмосферную задержку, дрейф часов).Ровер: получает данные коррекции ошибок от базовой станции и объединяет их со своими собственными наблюдениями для определения местоположения с точностью до сантиметра.Работа в режиме реального времени: передача данных по протоколам 4G/NTRIP с

Узнайте о 5 главных преимуществах технологии MEMS GNSS/INS, включая экономичность, малый вес и высокую точность. Идеально подходит для дронов, авиации и геодезии. В современных навигационных технологиях MEMS GNSS/INS (микроэлектромеханическая система глобальной навигационной спутниковой связи/инерциальная навигационная система) постепенно становится предпочтительным решением во многих областях применения благодаря своим уникальным преимуществам. Будь то морская съемка, наземные измерения или навигация для беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), роботов или вертолетов, MEMS GNSS/INS может обеспечить выдающуюся производительность. Сегодня давайте поговорим о пяти ее основных преимуществах. 1. Что такое MEMS GNSS/INS?MEMS GNSS/INS — это технология, которая объединяет инерциальную навигационную систему MEMS (MINS) с глобальной навигационной спутниковой системой (GNSS). Объединяя преимущества обеих систем, она может предоставлять высокоточную информацию о положении (Position), скорости (Velocity) и ориентации (Attitude), которая обозначается аббревиатурой PVA.GNSS: Предоставляет информацию об абсолютном местоположении посредством спутниковых сигналов, но подвержена помехам или прерываниям сигналов.ИНС: Основанная на инерциальных датчиках, она может непрерывно выдавать данные о движении, но существует проблема накопления ошибок. Взаимодополняемость этих двух элементов позволяет интегрированной системе не только подавлять дрейф инерциальной навигации, но и компенсировать нестабильность сигналов GNSS, обеспечивая тем самым высокоточную навигацию как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе. II. Анализ пяти основных преимуществ.1. Высокая экономическая эффективностьВ производстве MEMS-устройств используется технология крупномасштабного производства полупроводниковой промышленности, что значительно снижает себестоимость. По сравнению с традиционными инерциальными навигационными системами, такими как волоконно-оптические гироскопы (FOG), цена MEMS GNSS/INS более доступна и подходит для более широкого спектра применений в авиации и других областях. 2. Легкий и портативныйКлючевой особенностью технологии MEMS является миниатюризация, при которой её размеры обычно измеряются в микрометрах. Компактные размеры делают её идеальным выбором для устройств с ограниченным пространством, таких как дроны или небольшие летательные аппараты. Облегчённая конструкция не только снижает общую нагрузку, но и повышает топливную эффективность и летные характеристики. 3. Гибкая установкаКомпактность MEMS GNSS/INS позволяет адаптировать их к различным вариантам установки, будь то крепление на крыле, фюзеляже или в других ограниченных пространствах, а также обеспечивает легкую интеграцию. Такая гибкость открывает больше возможностей для проектирования современных авионики и оборудования автоматизации. 4. Низкое энергопотреблениеРазвитие технологии MEMS значительно снизило энергопотребление. Благодаря оптимизации циклов питания и режимов низкого энергопотребления, энергопотребление MEMS GNSS/INS намного ниже, чем у традиционных инерциальных навигационных систем. Для устройств, работающих от батарей (например, дронов), это означает увеличение времени выполнения миссии и снижение потребности в зарядке, что значительно повышает эффективность работы. 5. Интеграция GNSS повышает точность.Простые MEMS-инерциальные навигационные системы (INS) могут рассчитывать траекторию движения только на основе относительных положений, в то время как GNSS обеспечивает абсолютное позиционирование. Комбинация этих двух систем не только компенсирует недостатки друг друга, но и корректирует накопленные ошибки MEMS-INS с помощью алгоритмов фильтрации, обеспечивая более высокую точность навигации. III. Выдающееся решение: Micro-Magic MEMS INSКомпания Micro-Magic, лидер в области инерциальных навигационных технологий, выпустила три продукта MEMS INS с поддержкой GNSS, отличающиеся разным уровнем точности и предназначенные для геодезических, тактических и промышленных применений. Среди них особенно выделяется продукт геодезического класса IF3500:Стабильность нулевого смещения: 0,06°/часТочность измерения вертикальности: 5 см или 1%.Высокоточный MEMS-акселерометр с диапазоном ±10g, обеспечивающий нулевую нестабильность смещения. < 30 мкг Данный продукт обеспечивает бесшовную интеграцию GNSS и INS, предоставляя не только краткосрочную высокоточную навигационную информацию, но и корректируя долгосрочные ошибки с помощью GNSS. Это идеальный выбор для различных высокоточных приложений. 四、ЗаключениеMEMS GNSS/INS, благодаря своим характеристикам — низкой стоимости, малому весу, гибкой установке, низкому энергопотреблению и высокой точности, — меняет представление о современных навигационных технологиях. Они могут значительно повысить ценность для пользователей в таких областях, как авиация, геодезия и автоматизация. Если вы ищете эффективное и надежное навигационное решение, MEMS GNSS/INS, несомненно, заслуживает внимания!IF3600Что бы вам ни понадобилось, Micro-Magic всегда рядом.IF3500Что бы вам ни понадобилось, Micro-Magic всегда рядом.IF3700Что бы вам ни понадобилось, Micro-Magic всегда рядом. 

Основные положенияИзделие: ИНС на базе MEMS с поддержкой GNSS I3500Основные характеристики:Компоненты: экономичный MEMS-инерциальный измерительный блок (IMU), двухантенный модуль спутникового позиционирования, магнитометры и барометр.Функция: Обеспечивает высокоточные навигационные данные, поддерживая работоспособность системы во время сбоев GNSS.Области применения: подходит для дронов, автономной навигации, геодезии и анализа движения.Инерциальная навигация: объединяет инерциальные измерения для расчета положения, скорости и ориентации.Заключение: I3500 является примером интеграции MEMS-инерциальной навигационной системы и GNSS, повышающей надежность и точность навигации в различных секторах. Интегрированная навигация MINS/GNSS подразумевает объединение информации от MINS (MEMS INS) и GNSS (глобальной навигационной спутниковой системы). Эта интеграция сочетает в себе сильные стороны обеих систем, дополняя друг друга и обеспечивая точные результаты определения положения, скорости и ориентации (PVA).Классификация инерциальных навигационных систем на основе микроэлектромеханических систем (MEMS)После более чем 30 лет развития инерциальные технологии MEMS быстро продвинулись и нашли широкое применение. Появились различные практичные инерциальные устройства MEMS и MEMS-инерциальные навигационные системы (ИНС), нашедшие широкое применение в таких областях, как аэрокосмическая, морская и автомобильная промышленность. Тактические гироскопы MEMS (со стабильностью смещения от 0,1°/ч до 10°/ч, 1σ) и высокоточные акселерометры MEMS (со стабильностью смещения от 10⁻⁵g до 10⁻⁶g, 1σ) ознаменовали переход тактических MEMS-ИНС на стадию модельного применения.В целом, инерциальные системы на основе микроэлектромеханических систем (MEMS) можно разделить на три уровня: инерциальный сенсорный блок (ISA), инерциальный измерительный блок (IMU) и инерциальная навигационная система (INS), как показано на рисунке 1.Рис. 1 Три уровня Mems Ins (2)MEMS ISA: Состоит исключительно из трех MEMS-гироскопов и трех MEMS-акселерометров и не обладает возможностью автономной работы.MEMS IMU: Создан на основе архитектуры MEMS ISA с добавлением аналого-цифровых преобразователей, микросхем для математической обработки данных и специальных программ, что позволяет ему самостоятельно собирать и обрабатывать инерциальную информацию.MEMS INS: 进一步 расширяет возможности MEMS IMU за счет включения преобразования координат, процессов фильтрации и вспомогательных модулей, которые обычно включают магнитометры и платы приемников GNSS. Вспомогательные датчики, такие как магнитометры, особенно важны для обеспечения выравнивания MEMS INS и повышения производительности.Три новые модели инерциальной навигационной системы MEMS (Micro-Magic Inc-Mechanical System Inertial Navigation System) от Ericco, показанные на изображении ниже, подходят для применения в дронах, бортовых самописцах, интеллектуальных беспилотных транспортных средствах, позиционировании и ориентации дорожного полотна, обнаружении каналов, беспилотных надводных и подводных аппаратах.Рис. 2. Три новые модели Mems Ins от Ericco.Как работает инерциальная навигационная система MEMS с поддержкой GNSSGNSS предоставляет пользователям высокоточную информацию об абсолютном положении и времени в любых погодных условиях, в то время как инерциальные навигационные системы (ИНС) обеспечивают высокое кратковременное разрешение и высокую автономность. Их взаимодополняющие характеристики повышают общую производительность: ИНС может использовать свою высокую кратковременную точность для предоставления GNSS более непрерывной и полной навигационной информации, а GNSS может помочь оценить параметры ошибок ИНС, такие как смещение, тем самым получая более точные наблюдения и уменьшая дрейф ИНС.Рис. 3. Три уровня памяти.В частности, GNSS использует сигналы от орбитальных спутников для расчета положения, времени и скорости. Пока антенна имеет прямую видимость как минимум с четырьмя спутниками, навигация GNSS обеспечивает превосходную точность. Когда видимость спутников затруднена такими препятствиями, как деревья или здания, навигация становится ненадежной или невозможной.ИНС рассчитывает относительные изменения положения во времени, используя информацию об угловой скорости и ускорении от инерциального измерительного блока (ИМБ). ИМБ состоит из шести дополнительных датчиков, расположенных на трех ортогональных осях. На каждой оси находится акселерометр и гироскоп. Акселерометры измеряют линейное ускорение, а гироскопы — угловую скорость вращения. С помощью этих датчиков ИМБ может точно измерять свое относительное движение в трехмерном пространстве.ИНС использует эти измерения для вычисления положения и скорости. Еще одно преимущество измерений ИМС заключается в том, что они предоставляют угловые решения относительно трех осей. ИНС преобразует эти угловые решения в локальные ориентации (крен, тангаж и рыскание), предоставляя эти данные вместе с положением и скоростью.Рис. 4. Инерциальный измерительный блок. Система координат корпуса.Технология кинематического позиционирования в реальном времени (RTK) — это зрелый высокоточный алгоритм позиционирования GNSS, способный достигать точности на уровне сантиметров в открытой местности. Однако в сложных городских условиях препятствия и помехи сигнала снижают скорость определения неоднозначности, что приводит к снижению точности позиционирования. Поэтому исследование интегрированных систем позиционирования GNSS RTK и INS имеет решающее значение для таких областей, как автономная навигация, геодезия и картография, а также анализ движения.Новая модель I3500 от Micro-Magic Inc. — это экономичная инерциальная навигационная система на основе MEMS-технологии с поддержкой GNSS, высоконадежным MEMS-инерциальным измерительным блоком (IMU) и двухантенным полнодиапазонным модулем позиционирования и определения направления спутников. Она также включает в себя магнитометры и барометр, которые могут рассчитывать величину угла ориентации и помогать дрону достигать желаемой высоты.ЗаключениеИнтеграция инерциальных навигационных систем MEMS (INS) с технологией GNSS значительно повышает точность навигации за счет объединения их преимуществ. Благодаря быстрому развитию, системы MEMS INS в настоящее время широко используются в аэрокосмической, морской и автомобильной отраслях. GNSS обеспечивает точное позиционирование, а системы MEMS INS гарантируют непрерывную навигацию даже при сбоях в работе GNSS.Система I3500 от Micro-Magic Inc. является ярким примером такой интеграции, предлагая высокоточные навигационные данные, идеально подходящие для автономной навигации, геодезии и анализа движения.В заключение, интеграция GNSS и MEMS INS совершает революцию в навигации, повышая точность, надежность и универсальность в различных областях применения. I3500Высокоточная 3-осевая инерциальная навигационная система MEMS-гироскопа I3500