定位定向系統(tǒng)詳細介紹-年文檔資料

1、定位定向系統(tǒng)具體介紹在數(shù)字遙感技術(shù)飛速進展、遙感對定位技術(shù)的要求不斷提高的背景下,由 DGPS/IMU集成的定位定向技術(shù)得到了人們的重視；POS相比于慣性系統(tǒng)和一般的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)具有很強的導(dǎo)航定位才能這一優(yōu)勢；一般的 GPS不能直接獲得傳感器的姿勢信息,且單位時間內(nèi)輸出的數(shù)據(jù)比較少,因而在高動態(tài)環(huán)境中的可靠性較差,而慣性測量裝置雖然能夠測得位置、姿勢、速度、角速度和加速度等導(dǎo)航參數(shù),但是隨著時間推移, 其誤差也會逐步增大,因此, POS組合定位系統(tǒng)補償了兩者的缺陷,實現(xiàn)了遙感 影像的直接地理定位；1 POS介紹目前廣泛運用的兩種 AEROcontrol 系統(tǒng)；POS是加拿大的 POS/AV系

2、統(tǒng)和德國的POS/AV系統(tǒng)由 4 部分組成；慣性測量系統(tǒng)（IMU）；慣性測量系統(tǒng)主要包括加速計（3 個）、陀螺儀（ 3 個）、數(shù)字化電路和一個中心處理器； 通過陀螺儀和加速計就可以測得速度和角度的增率, 再在運算機系統(tǒng)的幫助下,就能夠獵取相對于地球的位置、速度和方向； GPS； GPS是由衛(wèi)星和 GPS接收機組成,在 POS/AV中主要是為相關(guān)軟件供應(yīng)波段和距離信息；運算機系 統(tǒng)；運算機系統(tǒng)負責(zé)處理各種導(dǎo)航數(shù)據(jù)和治理導(dǎo)航信息；數(shù)據(jù)后處理軟件 POSPac；通過處理 POS/AV系統(tǒng)在運行中獲得的慣性量測數(shù)據(jù)、 GPS原始數(shù)據(jù)和基準站的數(shù)據(jù),該軟件就能夠得到最 優(yōu)化的組合導(dǎo)航解；假如運用到攝影測

3、量當(dāng)中,仍需要軟件在 POSEO模塊解算出每幅影像的外方位元素；AEROcontrol 系統(tǒng)主要由以下3 部分組成：慣性測量裝置；慣性測量裝置主要由加速度計（3 個）、陀螺儀（ 3 個）和信號預(yù)處理器組成, 在轉(zhuǎn)角和加速度的測量中具有較高的精度；GPS；GPS主要用來接收 GPS數(shù)據(jù)；運算機系統(tǒng)；主要功能是采集未經(jīng)任何處理的 IMU和 GPS數(shù)據(jù),并將它們儲存在 PC卡上用于后處理；協(xié)同 GPS、IMU和所用的航空傳感器的時間同步；將運算機裝置實施組合導(dǎo)航運算的結(jié)果作為CCNS4的輸入信息；CCNS4主要是對 AEROcontrol 進行掌握治理,通過 CCNS4,可以掌握 AEROcontr

4、ol 系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù),同時,CCNS能夠監(jiān)控數(shù) 據(jù)的記錄,檢測 GPS接收機運行情形和實時組合導(dǎo)航運算的結(jié) 果；后處理軟件 AEROoffice 供應(yīng)了處理和評定所采集數(shù)據(jù)所需 的全部功能, 除了供應(yīng) DGPS/IMU的組合 Kalman 濾波功能外, 仍 供應(yīng)用于將外定向參數(shù)轉(zhuǎn)化到本地繪圖坐標(biāo)系的工具；2 POS誤差來源 利用 POS進行傳感器對地定位時, 誤差來源主要包括以下幾 個方面；2.1 傳感器位置傳感器的安放是一項特別重要的工作,會影響到整個系統(tǒng)的性能；對于傳感器的安放位置,要符合下面兩個條件：檢校誤差對傳感器間偏移改正的影響最??；傳感器之間不能有任何微小的位移； 為此, 可以通過縮

5、小傳感器之間的距離來改善第一個 條件的影像,但是后者相對來說更難克服；2.2 時間同步 由于 POS是 GPS和慣性測量系統(tǒng)集成應(yīng)用,所以 GPS可以不 斷接收外部數(shù)據(jù), 以此就能在運動過程中修正慣性測量裝置,這樣就能夠掌握隨時間積存的誤差；但同時 GPS在動態(tài)環(huán)境中會遇到周跳和信號失鎖的問題,這可以通過短時間內(nèi)高精度的慣性量測信息得到解決,并且仍能夠幫忙GPS接收機提高抗干擾的能力,使得其跟蹤和捕捉衛(wèi)星信號的才能增強；但是,正常情形下要做到 GPS與慣性測量系統(tǒng)之間時間同步的難度是很大的,首要問題就是對 GPS數(shù)據(jù)和慣性裝置量測數(shù)據(jù)的同步使用,兩個系統(tǒng)之間的時間同步性要求會相伴著精度要求的提

6、高而提高,假如不能恰當(dāng)?shù)靥幚磉@個問題,它將成為一個嚴峻的誤差源,由于它直接影響著載體的運行軌跡,從而影響外方位元素的確定；2.3 初始校正初始校正處理一般在測量之前完成,是將慣性系統(tǒng)通過旋轉(zhuǎn)矩陣把自身體系轉(zhuǎn)換到地面水平體系的過程,通常包括粗校正和精確校正兩個階段； 粗校正是通過傳感器的原始輸出數(shù)據(jù)和單一地考慮地球旋轉(zhuǎn)及重力場假設(shè)模型來近似估量姿勢參數(shù)；由于低精度的慣性系統(tǒng)不能在靜態(tài)環(huán)境中校正,因此可以通過飛機運動來獲得更優(yōu)化的對準精度；飛機的運動假如能夠帶來足夠大的水平加速度,那么未對準誤差的不確定性將可以通過速度誤差快速觀測出來,并且能夠依據(jù)DGPS的速度更新利用Kalman 濾波估量出其大??；2.4 系統(tǒng)檢校由于直接傳感器定