Поставщик инерциальных навигационных систем

Основные положенияПродукт: Интегрированная навигационная система GNSS/MEMS INSОсновные характеристики:Компоненты: Сочетает инерциальные датчики MEMS с приемниками GNSS для расширения возможностей навигации.Функция: Обеспечивает высокочастотное обновление и точную информацию о местоположении, скорости и ориентации путем интеграции инерциальных данных с поправками GNSS.Области применения: Идеально подходит для дронов, бортовых самописцев, интеллектуальных беспилотных аппаратов и подводных аппаратов.Слияние данных: Использует фильтр Калмана для объединения данных GNSS с данными MEMS INS, исправляя накопившиеся ошибки и повышая общую точность.Заключение: Данная интегрированная система использует преимущества обеих технологий для повышения эффективности и надежности навигации, имея широкое применение в различных отраслях промышленности.С развитием инерциальных устройств на основе MEMS-технологии точность MEMS-гироскопов и MEMS-акселерометров постепенно повышалась, что привело к быстрому прогрессу в их применении.MEMS INSОднако повышение точности инерциальных устройств на основе MEMS оказалось недостаточным для удовлетворения постоянно растущих требований к точности MEMS-инерциальных навигационных систем (ИНС). Таким образом, повышение точности MEMS-ИНС за счет алгоритмов компенсации ошибок и других методов стало одним из приоритетных направлений исследований в этой области.Для повышения эффективности работы MEMS-инерциальных навигационных систем исследователи изучали различные методы уменьшения ошибок в этих системах. Существует четыре основных подхода к снижению ошибок в MEMS-инерциальных навигационных системах:Калибровка и компенсация параметров ошибок датчиков: это включает в себя использование математического моделирования и экспериментальных инструментов для моделирования ошибок датчиков, систематическую калибровку детерминированных ошибок на системном уровне, а затем компенсацию этих ошибок с помощью алгоритмов инерциальной навигации для повышения общей производительности.Технология модуляции вращения: Применение соответствующих схем модуляции вращения позволяет добиться периодического изменения ошибок датчиков без использования внешних источников информации. Эта автоматическая компенсация ошибок в навигационном алгоритме подавляет влияние ошибок датчиков на MEMS-инерциальную навигационную систему.Технология резервирования инерциальных устройств: Благодаря низкой стоимости инерциальных датчиков MEMS, можно реализовать конструкции с резервированием. Резервирование датчиков позволяет эффективно снизить влияние случайных ошибок на инерциальные датчики MEMS, тем самым повышая их производительность.Включение внешних источников информации: использование фильтра Калмана для интегрированной навигации с целью подавления накопления ошибок MEMS-инерциальной навигационной системы.В данной статье будет дополнительно представлен четвертый метод, который является наиболее практичной и широко исследованной формой интегрированной навигации — интегрированная навигационная система GNSS/MEMS INS.Причины использования GNSS для поддержки MEMS-инерциальных навигационных системMEMS-инерциальная навигационная система (ИНС) — это тип системы инерциальной навигации, которая измеряет относительное состояние от предыдущего момента времени до текущего момента выборки. Она не использует акустические, оптические или электрические сигналы для измерения, что делает её очень устойчивой к внешним помехам и обману. Её автономность и надёжность делают её ключевой навигационной системой для различных носителей информации, таких как самолёты, корабли и транспортные средства. На рис. 1 показаны характеристики ИНС различных классов.Рис. 1. Характеристики инерциальных навигационных систем различных классов.Инерциальные навигационные системы MEMS обеспечивают высокую частоту обновления и могут выдавать исчерпывающую информацию о состоянии, включая положение, скорость, ориентацию, угловую скорость и ускорение, с высокой точностью навигации в краткосрочной перспективе. Однако для инициализации положения, скорости и ориентации MEMS-инерциальным системам требуются дополнительные источники информации, а их чисто инерциальная навигационная ошибка накапливается со временем, особенно в тактических и коммерческих системах.Комбинация GNSS/MEMS INS позволяет реализовать взаимодополняющие преимущества обеих систем: GNSS обеспечивает стабильную долговременную точность и может предоставлять начальные значения положения и скорости, корректируя накопленные ошибки в MEMS INS посредством фильтрации. В то же время MEMS INS может повысить скорость обновления выходных данных навигации GNSS, расширить типы выходной информации о состоянии и помочь в обнаружении и устранении ошибок наблюдений GNSS.Базовая модель интегрированной навигационной системы GNSS/MEMS INSБазовая модель интеграции GNSS/MEMS INS отражает функциональную взаимосвязь между получаемой информацией от датчиков (IMU и приемников) и параметрами навигации несущей (положение, скорость и ориентация), а также типы и случайные модели ошибок измерений датчиков. Параметры навигации несущей должны быть описаны в конкретной системе координат.Рис. 2. Базовая модель интегрированной навигации GNSSMEMS INS.Навигационные задачи обычно включают две или более системы координат: инерциальные датчики измеряют движение носителя относительно инерциального пространства, в то время как навигационные параметры носителя (положение и скорость) обычно описываются в системе координат, привязанной к Земле, для интуитивного понимания. К распространенным системам координат в интегрированной навигации GNSS/INS относятся инерциальная система координат с центром в Земле, система координат, привязанная к Земле с центром в Земле, локальная географическая система координат и система координат тела.В настоящее время алгоритмы интеграции GNSS/MEMS INS в абсолютную навигацию достигли зрелости, и на рынке появилось множество высокопроизводительных продуктов. Например, три недавно выпущенные модели MEMS INS от Micro-Magic Inc., 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. 3. Три новые GNSS/MEMS INS от Micro-Magic Inc.I3500Высокоточная 3-осевая инерциальная навигационная система MEMS-гироскопа I3500 I3700Высокоточный модуль сельскохозяйственного GPS-трекера. Потребление энергии. Инерциальная навигационная система. MTK RTK GNSS. Антенна RTK. Алгоритм RTK.