Ключевые моментыПродукт: Интегрированная навигационная система GNSS/MEMS INSКлючевые особенности:Компоненты: Сочетает инерциальные датчики MEMS с приемниками GNSS для расширенных навигационных возможностей.Функция: Обеспечивает высокочастотные обновления и точную информацию о местоположении, скорости и ориентации путем интеграции инерциальных данных с поправками GNSS.Применение: Идеально подходит для дронов, бортовых самописцев, интеллектуальных беспилотных летательных аппаратов и подводных аппаратов.Объединение данных: используется фильтрация Калмана для объединения данных GNSS с данными MEMS INS, исправления накопленных ошибок и повышения общей точности.Вывод: Эта интегрированная система использует сильные стороны обеих технологий для повышения производительности и надежности навигации и имеет широкий спектр применений в различных отраслях.С развитием инерциальных устройств MEMS точность гироскопов MEMS и акселерометров MEMS постепенно улучшалась, что привело к быстрому прогрессу в применении МЭМС. МЭМС ИНС. Однако повышение точности инерциальных устройств MEMS оказалось недостаточным для удовлетворения все более высоких требований к точности MEMS INS. Таким образом, в центре внимания исследований MEMS INS стало повышение точности MEMS INS с помощью алгоритмов компенсации ошибок и других методов.Чтобы повысить производительность MEMS INS, исследователи изучили различные методы уменьшения ошибок в этих системах. Существует четыре основных подхода к уменьшению ошибок MEMS INS:Калибровка и компенсация параметров ошибок датчиков. Сюда входит использование математического моделирования и экспериментальных инструментов для стимулирования ошибок датчиков, систематическая калибровка детерминированных ошибок на уровне системы, а затем компенсация этих ошибок с помощью алгоритмов инерциальной навигации для улучшения общей производительности.Технология модуляции вращения. Применяя соответствующие схемы модуляции вращения, можно добиться периодического изменения ошибок датчика, не полагаясь на внешние источники информации. Эта автоматическая компенсация ошибок в алгоритме навигации подавляет влияние ошибок датчиков на MEMS INS.Технология резервирования инерционных устройств: благодаря низкой стоимости инерционных датчиков MEMS можно реализовать конструкции резервирования. Резервирование датчиков может эффективно снизить влияние случайных ошибок на MEMS INS, тем самым повышая производительность.Включение внешних источников информации: использование фильтрации Калмана для интегрированной навигации для подавления накопления ошибок MEMS INS.В этой статье далее будет представлен четвертый метод, который является наиболее практичной и широко исследованной формой интегрированной навигации — интегрированной навигационной системой GNSS/MEMS INS.Причины использования GNSS для помощи MEMS INSMEMS INS — это тип системы точного счисления, которая измеряет относительное состояние от предыдущего до текущего момента выборки. Для измерения он не полагается на акустические, оптические или электрические сигналы, что делает его очень устойчивым к внешним помехам и обману. Ее автономность и надежность делают ее основной навигационной системой для различных носителей, таких как самолеты, корабли и транспортные средства. На рис.1 приведены характеристики ИНС разных марок.Рис.1. Характеристики ИНС разных марок.MEMS INS обеспечивает высокую скорость обновления и может выводить полную информацию о состоянии, включая положение, скорость, положение, угловую скорость и ускорение, с высокой точностью краткосрочной навигации. Однако MEMS INS требует дополнительных источников информации для инициализации положения, скорости и ориентации, а ее чистая инерциальная навигационная ошибка накапливается с течением времени, особенно в INS тактического и коммерческого уровня.Комбинация GNSS/MEMS INS позволяет реализовать взаимодополняющие преимущества обеих систем: GNSS обеспечивает стабильную долговременную точность и может предлагать начальные значения положения и скорости, корректируя накопленные ошибки в MEMS INS посредством фильтрации. Между тем, MEMS INS может повысить скорость обновления выходных навигационных данных GNSS, расширить типы выходной информации о состоянии и помочь в обнаружении и устранении ошибок наблюдения GNSS.Базовая модель интегрированной навигации GNSS/MEMS INSБазовая модель интеграции GNSS/MEMS ИНС отражает функциональную связь между наблюдаемой информацией от датчиков (IMU и приемников) и навигационными параметрами носителя (положение, скорость и ориентация), а также виды и случайные модели ошибок измерения датчиков. . Навигационные параметры перевозчика должны быть описаны в конкретной опорной системе координат.Рис.2 Базовая модель Gnssmems Ins со встроенной навигациейЗадачи навигации обычно включают две или более системы координат: инерционные датчики измеряют движение носителя относительно инерциального пространства, тогда как навигационные параметры носителя (положение и скорость) обычно описываются в системе координат, фиксированной на Земле, для интуитивного понимания. Обычно используемые системы координат в интегрированной навигации GNSS/INS включают геоцентрическую инерциальную систему координат, геоцентрическую фиксированную систему координат, местную географическую систему координат и систему координат тела.В настоящее время алгоритмы интеграции GNSS/MEMS INS в абсолютную навигацию созрели, 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 транспортных средствах и подводных системах. транспортные средства.Рис.3. Три недавно выпущенных GNSS/MEMS INS от Micro-Magic Inc.I3500Высокоточная 3-осевая инерциальная навигационная система Mems Gyro I3500 I3700Высокоточный сельскохозяйственный GPS-трекер, модуль потребления, инерциальная навигационная система, Mtk Rtk Gnss Rtk, антенна, алгоритм Rtk