智能網(wǎng)聯(lián)汽車感知技術(shù) 課件 項目五 組合導(dǎo)航的裝配與調(diào)試 任務(wù)一

項目五組合導(dǎo)航的裝配與調(diào)試目錄GNSS定位原理概述北斗定位原理GNSS定位誤差來源RTK定位技術(shù)車載GNSS參數(shù)IMU工作原理概述陀螺儀工作原理車載IMU參數(shù)IMU定位誤差來源組合導(dǎo)航工作原理概述GNSS（GlobalNavigationSatelliteSystem）全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

美國的全球定位系統(tǒng)（GPS，GlobalNavigationSystem,）俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)歐盟的GALILEO系統(tǒng)中國的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)（BDS，BeiDouNavigationSatelliteSystem）北斗定位原理2020年7月29日，北斗三號最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星已入網(wǎng)工作。北斗系統(tǒng)總共55顆衛(wèi)星，分3種軌道：GEO，MEO，ISEO。北斗定位原理L=T·c測距原理：GNSS定位誤差來源RTK定位技術(shù)RTK（Real-TimeKinematic，實時動態(tài)運動），載波相位差分技術(shù)基準站觀測和接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)；基準站通過旁邊的無線電臺（數(shù)據(jù)鏈），將觀測數(shù)據(jù)實時發(fā)送給流動站（距離一般不超過20公里）；流動站收到基準站數(shù)據(jù)的同時，也觀測和接收了衛(wèi)星數(shù)據(jù)；流動站在基準站數(shù)據(jù)和自身數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)相對定位原理，進行實時差分運算，從而解算出流動站的三維坐標。RTK定位技術(shù)網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)車載GNSS參數(shù)（華信天線）IMU概述定位模塊除了需要告訴系統(tǒng)車輛的當(dāng)前位置之外，還提供更多的信息，實際上定位模塊還需要提供車輛當(dāng)前的運動狀態(tài)，例如：車的航向，速度，加速度，角速度等狀態(tài)信息。圖1位置信息圖2狀態(tài)信息IMU概述IMU（Inertialmeasurementunit）慣性測量單元，是測量物體三軸姿態(tài)角（或角速率）以及加速度的裝置。一般的，一個IMU內(nèi)會裝有三軸的陀螺儀和三個方向的加速度計，來測量物體在三維空間中的角速度和加速度，并以此解算出物體的姿態(tài)。

陀螺儀工作原理(1)定軸性：是指陀螺轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時，在沒有任何外力作用在陀螺儀上時，陀螺儀的自轉(zhuǎn)軸在慣性空間中的指向保持穩(wěn)定不變，即指向一個固定的方向。(2)進動性：是指陀螺轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時，若外力矩作用于外環(huán)軸，陀螺主軸將繞內(nèi)環(huán)軸轉(zhuǎn)動。若外力矩作用于內(nèi)環(huán)軸，陀螺主軸將繞外環(huán)軸轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動角速度方向與外力矩作用方向相互垂直。角動量守恒定律陀螺儀工作原理MEMS（

Micro-Electro-MechanicalSystem，微機電系統(tǒng)）陀螺儀也叫做微電子機械系統(tǒng)、微系統(tǒng)、微機械等，指尺寸在幾毫米乃至更小的高科技裝置。主要由傳感器、作動器（執(zhí)行器）和微能源三大部分組成。常見的MEMS產(chǎn)品尺寸一般都在3mm×3mm×1.5mm，甚至更小。科里奧利力這是一種在非慣性參考系下引入的慣性力，是非真實存在的力。黑色質(zhì)量塊以特定的速度V沿著一個方向移動一個外部角速度被施加產(chǎn)生科里奧利力，導(dǎo)致質(zhì)量塊發(fā)生相比于施加角速度方向的垂直位移陀螺儀工作原理VωF車載IMU參數(shù)星網(wǎng)宇達，Newton-M2車載衛(wèi)星/慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)由高精度測繪級衛(wèi)星接收板卡、三軸MEMS陀螺儀、三軸MEMS加速度計組成。產(chǎn)品可在星況良好的環(huán)境下提供厘米級定位精度，并在衛(wèi)星信號遮擋、多路徑等環(huán)境下長時間保持位置、速度、姿態(tài)精度。IMU定位誤差來源組合導(dǎo)航工作原理GNSS多路徑現(xiàn)象衛(wèi)星信號經(jīng)過障礙物的折射和反射來到接收機，很明顯，這種情況下信號傳播的時間被延長了，隨之帶來定位誤差。單一GNSS系統(tǒng)定位的缺陷：高度依賴衛(wèi)星信號質(zhì)量，在信號受影響的環(huán)境下定位誤差大在無衛(wèi)星信號的地方，無法輸出位置速度測量值輸出不平順定位輸出頻率低組合導(dǎo)航工作原理IMU誤差累積（閉著眼睛走路）如果某一步的測量值出現(xiàn)誤差，此誤差會隨著時間的推移被不斷積累和放大。單一IMU沒有絕對定位信息。它可以刻畫出準確的路徑，但并不知道路徑的起始點在哪里。組合導(dǎo)航工作原理（衛(wèi)慣）組合導(dǎo)航組成：衛(wèi)-衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GNSS-GlobalNavigationSatelliteSystem）慣-慣性測量模塊（IMU-Inertialmeasurementunit）組合導(dǎo)航工作原理組合導(dǎo)航系統(tǒng)框架：組合導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi)置的算法，會實時監(jiān)測所有狀態(tài)參數(shù)，調(diào)整預(yù)測值與測量值之間的權(quán)重關(guān)系，來