Дом ИНС

Что такое MEMS INS с поддержкой GNSS и как она работает?

Список блогов
ТЕГИ

Что такое MEMS INS с поддержкой GNSS и как она работает?

January 14, 2025

Ключевые моменты

    • Продукт: I3500 MEMS INS с поддержкой GNSS

      Ключевые особенности:

      • Компоненты: экономичный MEMS IMU, модуль спутникового позиционирования с двумя антеннами, магнитометры и барометр.
      • Функция: Предоставляет высокоточные навигационные данные, сохраняя производительность во время сбоев в работе GNSS.
      • Применения: Подходит для дронов, автономной навигации, геодезии и анализа движения.
      • Инерциальная навигация: объединяет инерциальные измерения для расчета положения, скорости и ориентации.

      Вывод: I3500 является примером интеграции MEMS INS и GNSS, повышая надежность и точность навигации в различных секторах.

       

Интегрированная навигация MINS/GNSS означает объединение информации как из MINS (MEMS INS), так и из GNSS (глобальной навигационной спутниковой системы). Эта интеграция объединяет сильные стороны обеих систем, дополняя друг друга и обеспечивая точные результаты PVA (положение, скорость, отношение).

Классификация МЭМС инерциальных навигационных систем

После более чем 30-летнего развития инерционная технология MEMS быстро продвинулась вперед и нашла широкое применение. Появились различные практические инерционные устройства MEMS и MEMS INS, которые нашли широкое применение в таких областях, как аэрокосмическая, морская и автомобильная промышленность. МЭМС-гироскопы тактического уровня (со стабильностью смещения от 0,1°/ч до 10°/ч, 1σ) и высокоточные акселерометры МЭМС (со стабильностью смещения от 10⁻⁵g до 10⁻⁶g, 1σ) ознаменовали появление тактических доведите MEMS INS до стадии применения модели.

Как правило, инерциальные системы MEMS можно разделить на три уровня: узел инерционных датчиков (ISA), блок инерциальных измерений (IMU) и инерциальную навигационную систему (INS), как показано на рисунке 1.

Inertial Navigation System

Рис.1. Три уровня входов памяти (2)

  • MEMS ISA: состоит только из трех MEMS-гироскопов и трех MEMS-акселерометров и не имеет возможности работать независимо.
  • MEMS IMU: основан на MEMS ISA путем добавления аналого-цифровых преобразователей, микросхем математической обработки и специальных программ, позволяющих независимо собирать и обрабатывать инерциальную информацию.
  • MEMS INS: дальнейшее расширение 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 выравнивания MEMS INS и повышения производительности.

Три недавно выпущенные модели MEMS INS (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, беспилотные надводные аппараты и подводные аппараты.

Inertial Navigation System

Рис.2. Три недавно выпущенные модели Mems Ins от Ericco

Как работает MEMS INS с поддержкой GNSS

GNSS предоставляет пользователям всепогодную высокоточную информацию об абсолютном положении и времени, а инерциальные навигационные системы (INS) обеспечивают высокое краткосрочное разрешение и высокую автономность. Их взаимодополняющие характеристики улучшают общую производительность: INS может использовать свою высокую краткосрочную точность для предоставления GNSS более непрерывной и полной навигационной информации, а GNSS может помочь оценить параметры ошибок INS, такие как смещение, тем самым получая более точные наблюдения и уменьшая дрейф INS.

Inertial Navigation System

Рис.3. Три уровня Mems Ins

В частности, GNSS использует сигналы орбитальных спутников для расчета положения, времени и скорости. Пока антенна находится в прямой видимости как минимум с четырьмя спутниками, навигация GNSS обеспечивает превосходную точность. Когда видимость спутника затруднена такими препятствиями, как деревья или здания, навигация становится ненадежной или невозможной.

INS рассчитывает изменения относительного положения с течением времени, используя информацию об угловой скорости и ускорении, полученную от инерциального измерительного блока (IMU). IMU состоит из шести взаимодополняющих датчиков, расположенных на трех ортогональных осях. На каждой оси есть акселерометр и гироскоп. Акселерометры измеряют линейное ускорение, а гироскопы измеряют скорость вращения. С помощью этих датчиков IMU может точно измерить свое относительное движение в трехмерном пространстве.

INS использует эти измерения для расчета положения и скорости. Еще одним преимуществом измерений IMU является то, что они позволяют получить угловые решения по трем осям. INS преобразует эти угловые решения в местные положения (крен, тангаж и рыскание), предоставляя эти данные вместе с положением и скоростью.

Inertial Navigation System

Рис.4. Система координат тела инерционного блока измерения.

Кинематика реального времени (RTK) — это усовершенствованный высокоточный алгоритм позиционирования GNSS, способный достигать точности сантиметрового уровня в открытых средах. Однако в сложных городских условиях препятствия и помехи сигналу снижают скорость определения неоднозначности, что приводит к снижению возможности позиционирования. Поэтому исследование интегрированных систем позиционирования GNSS RTK и INS имеет решающее значение для таких областей, как автономная навигация, съемка и картографирование, а также анализ движения.

I3500, недавно выпущенный компанией Micro-Magic Inc, представляет собой экономичную MEMS INS с поддержкой GNSS с высоконадежным MEMS IMU и двухантенным полносистемным полнодиапазонным спутниковым модулем позиционирования и направления. Он также оснащен магнитометрами и барометром, которые могут рассчитать величину угла ориентации и помочь дрону перейти на нужную высоту.

Заключение

Интеграция инерциальных навигационных систем MEMS (INS) с технологией GNSS значительно повышает точность навигации за счет объединения их сильных сторон. MEMS INS, благодаря своему быстрому развитию, в настоящее время широко используется в аэрокосмической, морской и автомобильной промышленности. GNSS обеспечивает точное позиционирование, а MEMS INS обеспечивает непрерывную навигацию даже во время сбоев в работе GNSS.

Модель I3500 от Micro-Magic Inc является примером такой интеграции, предлагая высокоточные навигационные данные, идеально подходящие для автономной навигации, съемки и анализа движения.

Таким образом, интеграция GNSS и MEMS INS революционизирует навигацию, повышая точность, надежность и универсальность в различных приложениях.

Subscibe To Newsletter
Пожалуйста, читайте дальше, оставайтесь в курсе, подписывайтесь, и мы будем рады, если вы поделитесь с нами своим мнением.
f y
оставить сообщение
Если вы заинтересованы в нашей продукции и хотите узнать более подробную информацию, пожалуйста, оставьте сообщение здесь, мы ответим вам, как только сможем.
представлять на рассмотрение

Дом

Продукты

WhatsApp

Связаться с нами