MEMS- IMU与GPS组合使用.则可充分发挥两者各自的优势、取长补短完成较高精度导航任务.是目前MEMS- IMU应用的主要方式。
1. MEMS- IMU与GPS组合优势
(1)系统精度提高
利用GPS 的长期稳定性与高精度弥补MEMS- IMU 误差随时间累积的缺点:在卫星覆盖不好的时间段内.MEMS- IMU有助于GPS提高精度。组合后的导航误差实际上要比单独的GPS接收机或单独的惯导系统可能达到的误差都小。
(2)系统抗干扰能力增强
利用MEMS IMU的短期高精度弥补GPS系统易受干扰信号易失锁等缺点,同时借助MEMS. IMU的姿态信息、角速度信息可进一-步提高GPS接收机天线的定向操纵性能,使得GPS 系统可以快速捕获或重新锁定卫星信号。另外对于紧耦合系统惯导信息可以辅助GPS对信号的捕获,提高接收机的跟踪能力。
(3)导航信息全输出频率高
组合后的导航系统与GPS相比,除了可以提供载体运动的三维位置和速度信息外.还可提供加速度、姿态和航向信息;当前大部分GPS接收机的数据更新率为I Hz高性能接收机的数据更新率可以达到30 Hz ,但它的价格非常昂贵。组合系统可以提供100Hz甚至高于100Hz的数据更新率。
(4)实现小型化低成本
GPS与MEMS - IMU都具有体积小,成本低的优点,因而可以构成性能价格比优越的微型组合导航系统有利于组合导航系统大规模的使用和拓展新的应用领域。
2.MEMS- IMU的不足与提高精度的方法
目前基于MEMS技术的IMU精度较低,限制了其在组合导航中的进一步应用。除了随着MEMS技术不断进步从而提高器件本身的精度以外在使用时还可以通过其它-些技术手段在一定程度上提高其精度,以达到导航精度的要求。
(1)M EMS惯性器件的标定技术
由于加速度计,陀螺仪等惯性器件本身存在缺陷,会产生一些器件误差如标度因数误差等。另外在对IMU进行集成的时候,各个器件之间的非正交安装会引起交叉耦合误差。以上这些误差可以通过器件标定来加以补偿如在高精度转台上对MEMS. IMU位置速率标定'等,以达到提高其精度的目的。
(2)捷联惯导的误差补偿算法
载体在实际的工作中总会存在一系列振动尤其是在恶劣的高动态环境下。这些振动会引|起载体产生圆锥运动、划船运动等.捷联应用的陀螺和加速度计将感受这些运动从而产性相应的测量误差.由此产生导航解算误差。可以通过圆锥误差补偿算法、划船误差补偿算法等来减小误差、提高导航精度。常用的有三子样、四子样等优化算法 。
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