惯性车载导航系统.doc

《惯性车载导航系统.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、惯性车载导航系统(InertialCarNavigationSystem)ICarNav-OEM用户手册V1.2上海航姿测控科技有限公司1系统介绍11.1产品概述11.2产品特点11.3产品优点11.4产品应用12设计原理23电器特性43.1极大值参数43.2电器特性44性能指标55机械尺寸与引脚定义65.1机械尺寸65.2引脚定义66坐标系和安装方位76.1坐标系76.2安装方位77使用说明87.1传感标定87.2通信接口87.3通信频率88通信协议99注意事项1010固件升级1110.1winxp系统1110.2win7系统12附录：151GPG

2、GA152GPRMC163GPVTG174GPTRA185PJK196AVR207Headinga218Bestposa229GPATT231系统介绍1.1产品概述ICarNav-OEM是一款高性能的微型惯性车载导航系统，用于车载系统高精度定位、测速和测姿。通过卫星导航（GNSS）系统初始化后，在GNSS系统有良好信号时，ICarNav-OEM利用惯性导航和卫星系统进行组合导航，可对汽车载体进行高精度定位、测速和测姿；在GNSS系统的信号精度降低甚至丢失卫星信号时，ICarNav-OEM利用纯惯性导航技术，也可在一定时间内对汽车载体进行高精度定位、测

3、速和测姿，弥补了GNSS系统受环境影响的缺点。图1.ICarNav-OEM1.2产品特点Ø元件选型：高性能三轴陀螺仪和三轴加速度计；Ø误差补偿：完成正交误差/温度漂移等误差补偿；Ø唯一防盗：每个产品标定参数均不一致防盗版；Ø物理尺寸：紧凑模块化设计可节省用户产品空间；Ø通信协议：即插即用的标准通信协议NEMA0183；Ø工程安装：无安装角度要求方便用户车载安装；1.3产品优点Ø陀螺漂移：消除陀螺漂移获高精度姿态航向信息；Ø加速噪声：消除震动加速度获高精度速度信息；Ø零速修正：零速修正可防止导航数据静态漂移；Ø软件算法：基于自适应的扩展卡尔曼滤波算法；

4、Ø智能识别：识别并隔离有较大误差的GNSS数据；Ø导航技术：组合导航和纯惯导航技术自主切换；1.4产品应用Ø车辆高精度导航Ø车辆远程监控2设计原理图2.设计原理图卫星导航系统：卫星导航系统具有实现全球、全天候、高精度的导航等优点；但卫星导航系统容易收到周围环境的影响，例如树木楼房等，造成多路径效应，使得定位结果精度降低甚至丢失，尤其是在隧道等室内环境中，卫星导航系统基本无法使用。另外，即使在高精度导航情况下，当载体速度非常低时，卫星导航系统获得载体方位信息（航向角）也会产生较大误差。惯性导航系统:惯性导航是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考

5、系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标中，就能够得到在导航坐标中的速度、偏航角和位置等信息，同时可以获得载体的载体信息。但惯性导航系统由于陀螺仪零点漂移严重，车辆震动等因素，致使无法通过直接积分加速度获得高精度的方位和速度等信息，即现有的微惯性导航系统很难长时间独立工作。组合导航系统：惯性-卫星组合导航充分利用惯性导航系统和卫星导航系统优点，基于最优估计算法—卡尔曼滤波算法融合两种导航算法，获得最优的导航结果；尤其是当卫星导航系统无法工作时，利用惯性导航系统使得导航系统继续工作，保证导航系统的正常工作，提高了系统的稳定性和可靠性。ICa

6、rNav导航系统在组合导航技术的基础上，ICarNav导航系统利用多年对MEMS惯性器件的研究经验，通过自适应滤波算法实现了对陀螺仪漂移和加速度震动信号的滤波，从而可以获得高精度的姿态航向信息和速度信息，即可以基于纯惯性导航系统就可以在较长的时间内提供高精度的位置、速度和姿态信息，与市场上现有的相关产品相比，性能得到了较大地提升。在上述研究基础上，ICarNav导航系统又提出了卫星导航精度的智能识别算法，基于组合导航提供的高精度导航信息，对卫星导航的定位精度进行识别，如果卫星导航精度较好，则进行组合导航，一旦发现卫星导航信号非常差甚至丢失信号，则进行

7、纯惯性导航，总之，实现了组合导航和纯惯性导航的自主切换。3电器特性ICarNav-OEM导航产品的电器特性：3.1极大值参数参数指标单位电源电源电压3.3V环境操作温度度存储温度度加速度加速度（各轴加速度，0.5ms）OEMG3.2电器特性参数指标单位电气输入电压Vdd3.0-3.3V电流40mA功耗200mW时间上电到第一个有效数据时间<10S4性能指标有里程计时接收机定位方式水平位置1俯仰横滚角2航向角2RTK0.5-1%0.3deg0.6deg标准定位1-2%0.8deg1.0deg1.行走距离的百分比2.一倍标准差（1σ）无里程计时接收机定位

8、方式水平位置1俯仰横滚角2航向角2RTK3-6%0.6deg1.0deg标准定位5-8%1.0deg1.5d