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定位定向系统误差来源
- 2019-09-26-

利用定位定向系统进行传感器对地定位时,误差来源主要包括以下几个方面。
        2.1 传感器位置
        传感器的安放是一项非常重要的工作,会影响到整个系统的性能。对于传感器的安放位置,要符合下面两个条件:①检校误差对传感器间偏移改正的影响最小;②传感器之间不能有任何微小的位移。为此,可以通过缩小传感器之间的距离来改善第一个条件的影像,但是后者相对来说更难克服。
        2.2 时间同步
        因为定位定向系统是GPS和惯性测量系统集成应用,所以GPS可以不断接收外部数据,以此就能在运动过程中修正惯性测量装置,这样就能够控制随时间积累的误差。但同时GPS在动态环境中会遇到周跳和信号失锁的问题,这可以通过短时间内高精度的惯性量测信息得到解决,并且还能够帮助GPS接收机提高抗干扰的能力,使得其跟踪和捕获卫星信号的能力增强。但是,正常情况下要做到GPS与惯性测量系统之间时间同步的难度是很大的,首要问题就是对GPS数据和惯性装置量测数据的同步使用,两个系统之间的时间同步性要求会伴随着精度要求的提高而提高,如果不能恰当地处理这个问题,它将成为一个严重的误差源,因为它直接影响着载体的运行轨迹,从而影响外方位元素的确定。
        2.3 初始校正
        初始校正处理一般在测量之前完成,是将惯性系统通过旋转矩阵把自身体系转换到地面水平体系的过程,通常包括粗校正和精确校正两个阶段。粗校正是通过传感器的原始输出数据和单一地考虑地球旋转及重力场假设模型来近似估计姿态参数。由于低精度的惯性系统不能在静态环境中校正,因此可以通过飞机运动来获得更优化的对准精度。飞机的运动如果能够带来足够大的水平加速度,那么未对准误差的不确定性将可以通过速度误差迅速观测出来,并且能够根据DGPS的速度更新利用Kalman滤波估计出其大小。
        2.4 系统检校
        由于直接传感器定向没有利用地面控制点,而是借助投影中心外推得到地面点坐标,所以校正系统是不可缺少的一项工作。得到的地面点坐标精度主要取决于系统校正的精确程度。系统校正主要包括单传感器校正和传感器之间的校正。

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