科普|惯导+卫导的组合导航是如何进行优势互补的?

2024-10-31 09:37

老惯:大家好,我是惯性导航系统(INS),是一个00后(1906年),对于我的爷爷——惯性定律,想必大家不会陌生。没错,就是那个被苹果砸中的男人发现我爷爷的。

小卫:HI~艾瑞巴蒂,我是卫星导航系统(GNSS),是正直壮年的70后。大家熟悉的GPS,GLONASS、GALILEO和北斗都是我的家人

 

小卫:老惯,您能不能给大家介绍一下自己?

老惯:我呢,是一种自己就能搞定导航的系统,大家叫我惯导。我靠着惯性敏感器件,再加上一个基准方向和一开始就知道的位置信息,就能在太空或者别的地方,准确地知道自己在哪里、朝哪个方向、速度有多快。

 

其中最常见的就是IMU结构,它就像一个超级敏锐的 “感知器”。主要由加速度计和陀螺仪组成,能随时察觉物体的方向、姿态等变化情况。就这么简单!

 

老惯:我的特点是自主性强、全天候工作、提供多种导航参数、短期精度高。

小卫:真是简约又实用!而我与您不同,我在天上,不管您在哪,24小时都能告诉您精确的位置、速度和时间,就像有个随时待命的私人向导一样。我还有个很高大上的外号“空基无线电导航定位系统”。

那些卫星会发出信号,我的接收器接收到并解开这些信号的秘密,就能告诉你精确在哪里。我的特点是覆盖范围广、精度高、实时性强。

不过呢,要是信号被什么东西挡住了或者受到干扰,我可能就没那么准确了哦。

 

老惯:真是后生可畏啊!小卫,你说的信号遮挡或干扰,这正是我的强项。

我是基于物体惯性运动原理,通过传感器实时监测物体的运动状态和方向变化,从而确定位置和移动轨迹。不靠外面的信号,所以在屋里或者信号不好的地方,我也一样能行!

但,虽然我可以提供连续的导航信息,但存在累积误差问题。随着时间的推移,误差会逐渐累积,影响导航精度。

 

小卫:那咱俩强强联手,优势互补!

这样就能扩大了导航应用范围,无论是在正常环境,还是在遮挡严重环境下,如隧道、高架桥、地下停车场等,都能提供精准的导航。

 

 

 

老惯:是的!我们的组合导航可以做到:

 

1.提高导航精度

将惯性导航和卫星导航的导航数据进行融合,利用卫星导航的高精度来修正惯性导航的累积误差。这样可以提高整体导航精度,尤其是在长时间导航过程中。

 

2.增强抗干扰能力

在信号受遮挡或干扰的环境中,卫星导航可能会受到影响。此时,惯性导航可以独立进行导航定位,确保导航信息的连续性。当卫星信号恢复时,惯性导航的数据可以用于辅助卫星导航快速重新捕获和跟踪信号。

 

3.实现无缝导航

可以在不同环境中实现无缝切换。例如,在室内或隧道等卫星信号不可用的环境中,惯性导航可以独立工作;而在室外开阔区域,卫星导航可以提供高精度的定位服务。这样,用户可以在不同环境中获得连续的导航信息。

 

小卫:现在大家对我们以及我们的组合有一定了解了吧!快快买个产品动手测试起来!

 

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