为了得到飞行器的位置数据,须对惯性导航系统每个测量通道的输出积分。陀螺仪的漂移将使测角误差随时间成正比地增大,而加速度计的常值误差又将引起与时间平方成正比的位置误差。这是一种发散的误差(随时间不断增大),可通过组成舒拉回路、陀螺罗盘回路和傅科回路 3个负反馈回路的方法来修正这种误差以获得准确的位置数据。 舒拉回路、陀螺罗盘回路和傅科回路都具有无阻尼周期振荡的特性。所以惯性导航系统常与无线电、多普勒和天文等导航系统组合,构成高精度的组合导航系统,使系统既有阻尼又能修正误差。 惯性导航系统的导航精度与地球参数的精度密切相关。高精度的惯性导航系统须用参考椭球来提供地球形状和重力的参数。由于地壳密度不均匀、地形变化等因素,地球各点的参数实际值与参考椭球求得的计算值之间往往有差异,并且这种差异还带有随机性,这种现象称为重力异常。正在研制的重力梯度仪能够对重力场进行实时测量,提供地球参数,解决重力异常问题。先进的惯性导航系统,就选凌思科技,用户的信赖之选。北京MEMS惯性导航单元厂家
IMU的标定过程主要涉及内参标定,其目的是消除或减少IMU系统内部产生的误差。IMU通常包含三轴陀螺仪和三轴加速度计,两者在测量原理和性能上有所不同。陀螺仪适合测量高速运动中的角速度,但存在零点漂移问题,易受温度等环境因素影响;加速度计则适合测量低频加速度,但数据易受震动影响。 内参标定的关键在于建立IMU误差的数学模型,主要包括零偏、尺度偏差和轴偏差。零偏是指IMU静止时测量的非零角速度或加速度;尺度偏差是由于物理量转换成电学量(如电压、电阻和电流)时,各轴之间的转换系数不一致;轴偏差则是由于制造过程中的不完美导致的。山东MEMS惯性导航厂家价格凌思科技先进的惯性导航系统值得用户放心。
零偏不稳定性根据具体测算方法分为两种: a)我国的国军标定义的零偏不稳定性:采集几个小时的静态数据,每100秒求平均(以便抑制器件白噪声的影响),然后统计这些平均值的标准差。 b)Allan方差给出的零偏不稳定性:采集足够长时间的静态数据(一般大于10小时,越高等级的器件所需时间越长),画Allan方差曲线,取其谷底值。 前者对惯导的实际表现有比较直接的影响,有现实指导意义;而后者则只是反映器件在极端理想条件下的性能极限,缺乏现实意义。从具体数值来看,前者也比后者大几倍甚至高一个量级。 对陀螺仪而言;Bias instability通常指定为 1σ 值,单位为°/h,对不太精确的传感器也会采用°/s的单位。
惯性导航(inertial navigation) 是通过测量载体的加速度,并自动进行积分运算,获得飞行器瞬时速度和瞬时位置数据的技术。组成惯性导航系统的设备都安装在运载体内,工作时不依赖外界信息,也不向外界辐射能量,不易受到干扰,是一种自主式导航系统。 惯性测量单元是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。一般的,一个IMU包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺,加速度计检测物体在载体坐标系统单独三轴的加速度信号,而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号,测量物体在三维空间中的角速度和加速度,并以此解算出物体的姿态。在导航中有着很重要的应用价值。凌思科技致力于提供先进的惯性导航系统,有想法的不要错过哦!
在工业市场上,诸如震动分析、平台校正、一般运动控制之类的应用都需要高集成度和高可靠度的解决方案,而且在许多情况下检测元件是直接嵌入到现有设备中。此外,还必须提供足够的控制、校准和编程功能,使器件真正单独自足。一些应用范例包括: ● 机器自动化:通过提高位置检测精度,并且更加严格地将此信息与远程控制或编程设置的运动相关联,可以使自治或远程控制的精密仪器和机械臂更加精确、有效。 ● 工业机械的状态监控:通过将传感器更深地嵌入机械内部,并且借由传感器性能和嵌入式处理而更早、更准确地掌握状态变化的迹象,可以获得更实用的价值。 ● 移动通信和监控:无论是陆地、航空还是海上交通工具,惯性传感器都有助于其实现稳定(天线和相机)和定向导航(利用GPS和其他传感器进行航位推算)。先进的惯性导航系统,就选凌思科技,用户的信赖之选,有想法的不要错过哦!北京LINS354惯性导航模块
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由于陀螺仪输出的角速度是瞬时量,而角速度在姿态平衡上是不能直接使用的,需要角速度与时间积分计算角度,由此得到的角度变化量与初始角度相加,就得到目标角度,其中积分时间Dt越小,输出角度就越精确,但陀螺仪的原理决定了它的测量基准是自身,并没有系统外的参照物,加上Dt是不可能无限小的,所以积分的累积误差会随着时间流逝迅速增加,较终导致输出角度与实际不符,所以陀螺仪只能工作在相对较短的时间尺度内,单独工作一段时间后,得到的数据就会偏差非常大,所以实际应用中,都会把陀螺仪与其他定位系统相融合,不断矫正。北京MEMS惯性导航单元厂家
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