所有的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)集成漂移的現(xiàn)象,測(cè)量的加速度和角速度時(shí)的微小誤差,在速度逐步積累時(shí)會(huì)形成更大的誤差,導(dǎo)致在位置測(cè)算上的誤差加劇。因此,我們必須通過定期輸入一些其他類型的導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)據(jù),以修正慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的位置信息。
慣性導(dǎo)航的誤差積累
因?yàn)樾碌奈恢眯畔?huì)以先前計(jì)算的位置信息和測(cè)量得出的加速度、角速度為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算,從我們將初始位置輸入時(shí)起,積累誤差與時(shí)間大致呈正比。
慣性導(dǎo)航的精度
高質(zhì)量的導(dǎo)航系統(tǒng)通常其不準(zhǔn)確度,在位置上小于0.6海里每小時(shí),在方向上小于幾十分之一度每小時(shí)。如果導(dǎo)航系統(tǒng)故障,依然可以令飛機(jī)不偏離軌道。
因此,慣性導(dǎo)航通常是用于支持其他導(dǎo)航系統(tǒng),提供比使用任何單一系統(tǒng)更高的精確度。例如,應(yīng)用在地表平面時(shí),如果物體停止,慣性跟蹤速度間歇性地更新為零,這個(gè)位置將保持精確更長(zhǎng)時(shí)間,這就是所謂的零速度更新。特別是在航空領(lǐng)域上,運(yùn)用其他測(cè)量系統(tǒng)來確定慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)的誤差,如慣性導(dǎo)航系統(tǒng)使用GPS和大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)輸出來維持導(dǎo)航所需性能。
導(dǎo)航誤差隨著低靈敏度的傳感器使用而增加。目前,設(shè)備與不同的傳感器結(jié)合這項(xiàng)技術(shù)正在發(fā)展,如航姿參考系統(tǒng)。因?yàn)閷?dǎo)航誤差的主要影響因素是角速度和加速度的數(shù)值積分,壓力參考系統(tǒng)開發(fā)了利用使用數(shù)值積分對(duì)角速度進(jìn)行測(cè)量。
慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差解決方法
通常是估計(jì)理論(尤其是卡爾曼濾波),提供理論框架,結(jié)合來自不同傳感器的信息。最常見的替代傳感器是一種衛(wèi)星導(dǎo)航廣播(如全球定位系統(tǒng)可以在直接能見度高時(shí)用于各種地面交通工具)。室內(nèi)應(yīng)用程序可以使用計(jì)步器、距離測(cè)量設(shè)備, 或其他類型的位置傳感器。通過適當(dāng)?shù)貙T性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)和其他系統(tǒng)(GPS / INS)的信息融合,誤差的位置和速度是可以穩(wěn)定的。此外, 當(dāng)GPS信號(hào)不可用(例如當(dāng)車輛穿過隧道)時(shí),慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)可以用作暫時(shí)性反饋。
慣性導(dǎo)航系統(tǒng)能夠滿足我們對(duì)運(yùn)動(dòng)物體更加精確的定位要求,尤其在一些需要高精度高準(zhǔn)確度的設(shè)備中應(yīng)用及其廣泛,也是我們未來運(yùn)動(dòng)物體定位發(fā)展的重要方向之一。
標(biāo)簽: 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
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