惯性导航系统制造商

要点产品：GNSS/MEMS INS集成导航系统主要特点：组件：将 MEMS 惯性传感器与 GNSS 接收器相结合，以增强导航能力。功能：通过将惯性数据与 GNSS 校正相结合，提供高频更新和精确的位置、速度和姿态信息。应用范围：非常适合用于无人机、飞行记录仪、智能无人驾驶车辆和水下航行器。数据融合：利用卡尔曼滤波将GNSS数据与MEMS INS数据融合，纠正累积误差，提高整体精度。结论：该集成系统充分利用了两种技术的优势，提高了导航性能和可靠性，在各个行业都有广泛的应用。随着MEMS惯性器件的发展，MEMS陀螺仪和MEMS加速度计的精度逐步提高，从而推动了其应用领域的快速发展。微机电系统集成电路然而，MEMS惯性器件精度的提升仍不足以满足MEMS惯性导航系统日益增长的高精度需求。因此，通过误差补偿算法和其他方法提高MEMS惯性导航系统的精度已成为MEMS惯性导航系统研究的重点。为了提高MEMS惯性导航系统的性能，研究人员探索了多种方法来减少这些系统中的误差。减少MEMS惯性导航系统误差的主要方法有四种：传感器误差参数的校准和补偿：这包括使用数学建模和实验工具来模拟传感器误差，系统地校准系统级的确定性误差，然后通过惯性导航算法补偿这些误差，以提高整体性能。旋转调制技术：通过应用适当的旋转调制方案，无需依赖外部信息源即可使传感器误差周期性变化。这种导航算法中的自动误差补偿可抑制传感器误差对MEMS惯性导航系统的影响。惯性器件冗余技术：由于MEMS惯性传感器的成本较低，可以实现冗余设计。传感器冗余可以有效降低随机误差对MEMS惯性导航系统的影响，从而提高性能。整合外部信息源：使用卡尔曼滤波进行集成导航，以抑制 MEMS INS 误差的累积。本文将进一步介绍第四种方法，即最实用、研究最广泛的集成导航形式——GNSS/MEMS INS 集成导航系统。使用GNSS辅助MEMS INS的原因MEMS惯性导航系统（INS）是一种航位推算系统，它测量当前采样时刻与前一采样时刻的相对状态。由于它不依赖声学、光学或电学信号进行测量，因此具有很强的抗外部干扰和欺骗能力。其自主性和可靠性使其成为飞机、船舶和车辆等各种载体的核心导航系统。图1列出了不同等级INS的性能。图1 不同等级INS的性能。MEMS惯性导航系统（INS）具有高更新率，能够输出包括位置、速度、姿态、角速度和加速度在内的全面状态信息，并具有较高的短期导航精度。然而，MEMS INS需要额外的信息源来初始化位置、速度和姿态，并且其纯惯性导航误差会随时间累积，尤其是在战术级和商用级INS中。GNSS/MEMS INS组合能够充分发挥两种系统的互补优势：GNSS提供稳定的长期精度，并可提供位置和速度的初始值，通过滤波校正MEMS INS中累积的误差；同时，MEMS INS可以提高GNSS导航输出的更新频率，丰富状态信息输出类型，并辅助检测和消除GNSS观测故障。GNSS/MEMS INS 集成导航基本模型GNSS/MEMS INS集成的基本模型反映了传感器（IMU和接收机）观测信息与载体导航参数（位置、速度和姿态）之间的函数关系，以及传感器测量误差的类型和随机模型。载体导航参数必须在特定的参考坐标系中描述。图2 GNSSMEMS集成导航基本模型导航问题通常涉及两个或多个坐标系：惯性传感器测量载体相对于惯性空间的运动，而载体的导航参数（位置和速度）通常用地球固定坐标系描述，以便于直观理解。GNSS/INS 集成导航中常用的坐标系包括地心惯性坐标系、地心地球固定坐标系、局部地理坐标系和机体坐标系。目前，GNSS/MEMS INS 集成于绝对导航的算法已经成熟，市场上涌现出许多高性能产品。例如，下图所示的 Micro-Magic 公司新推出的三款 MEMS INS 型号，适用于无人机、飞行记录仪、智能无人驾驶车辆、路基定位与定向、通道检测、无人水面航行器和水下航行器等领域的应用。图3 Micro-Magic公司新推出的三款GNSS/MEMS惯性导航系统I3500高精度三轴MEMS陀螺仪I3500惯性导航系统 I3700高精度农业GPS跟踪器模块功耗惯性导航系统MTK RTK GNSS RTK天线 RTK算法