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SPANTM技術(shù)是為了提高導(dǎo)航的性能而在NovAtel高精度的GNSS基礎(chǔ)上集成iMAR FSAS-EI-SN IMU的一種技術(shù)。
GNSS 慣性組合導(dǎo)航的優(yōu)點(diǎn)
NovAtel的SPAN技術(shù)集合了兩種不同的但是又互為補(bǔ)充的技術(shù)：GNSS定位技術(shù)和慣性導(dǎo)航技術(shù)。GNSS定位的絕對(duì)精度加上IMU陀螺和加速計(jì)測(cè)量的穩(wěn)定性就可以提供一個(gè)3D的位置、速度和姿態(tài)解算結(jié)果。不像單GNSS導(dǎo)航系統(tǒng)，即使在GNSS信號(hào)被遮擋的時(shí)候，其解算的結(jié)果也是穩(wěn)定連續(xù)的。
為什么要使用NovAtel SPAN技術(shù)
SPAN技術(shù)的基礎(chǔ)是它的緊耦合設(shè)計(jì)，該項(xiàng)設(shè)計(jì)在GNSS接收受限的情況下可以提供非凡的性能與出眾的連續(xù)性能。緊耦合意味著在GNSS定位無(wú)效時(shí)仍然可以利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)。
此外，SPAN技術(shù)提供給GNSS更快的信號(hào)重捕能力，其結(jié)果是有更多可用的GNSS觀測(cè)量來(lái)輔助慣性解算。該GNSS捕獲的優(yōu)勢(shì)是在衛(wèi)星數(shù)目減少時(shí)通過(guò)保持高精度的慣性導(dǎo)航以改善RTK的性能。OEMV接收機(jī)本身處理所有的GNSS和慣導(dǎo)數(shù)據(jù)。IMU單獨(dú)裝在一個(gè)封裝中和GNSS板卡隔開(kāi)，可以保證模塊化的設(shè)計(jì)。當(dāng)前ProPak-V3（RS-422）用戶可以通過(guò)購(gòu)買(mǎi)升級(jí)固件的方式讓他們的接收機(jī)具有處理INS數(shù)據(jù)的性能。
通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的串口，再使用簡(jiǎn)單的命令和數(shù)據(jù)記錄接口，就可以完成所有的設(shè)置和數(shù)據(jù)的采集工作。一旦完成硬件的安裝，數(shù)分鐘內(nèi)就可以完成系統(tǒng)運(yùn)行的設(shè)置。
iIMAR-FSAS SPAN系統(tǒng)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)
FSAS-EI-SN IMU是由德國(guó)的ilMAR公司制造，IMU采用了閉環(huán)技術(shù)，其陀螺偏差小于0.75度/小時(shí)和加速計(jì)偏差小于1mg。通過(guò)NovAtel接收機(jī)觸發(fā)IMU，以保證所有的IMU測(cè)量和GNSS測(cè)量時(shí)間同步。在商業(yè)應(yīng)用方面，該IMU可以提供2個(gè)月的ARO并須符合德國(guó)的出口規(guī)定。
產(chǎn)品性能：
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SPAN 系統(tǒng)性能１ |
| 定位精度 |
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單點(diǎn)L1
單點(diǎn)L1/L2
WAAS L1
WAAS L1/L2
DGPS
OmniSTAR
ＶＢＳ
ＸＰ
ＨＰ
ＲＴ－２０２
RT-2
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1.8米R(shí)MS
1.5米R(shí)MS
1.2米R(shí)MS
0.9米R(shí)MS
0.45米R(shí)MS
0.7米
0.15米
0.1米
0.2米
1cm + 1ppm RMS
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| 速度精度 |
0.02 m/s RMS
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| 測(cè)姿精度3 |
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俯仰
橫滾
方位角
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0.015o RMS
0.015o RMS
0.041 o RMS |
| 加速度精度 |
0.03 m/s2 RMS |
| 最大速度 |
4 514 m/s |
| 最大高度 |
4 18,288 m |
| 數(shù)據(jù)刷新率5 |
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IMU 觀測(cè)量 200 Hz
INS 位置 200 Hz
INS 速度 200 Hz
INS 姿態(tài) 200 Hz |
| IMU 性能 |
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| IMU-FSAS-EI-SN |
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陀螺輸入范圍
陀螺偏速
陀螺偏速比例因子
角隨機(jī)游走
加速度計(jì)量程
加速度計(jì)線性度／比例因子
加速度計(jì)偏差
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±500 deg/sec
< 0.75 deg/hr
300 ppm
0.1 deg/√hr
6 ±5g
400 ppm
1.0 mg |
| IMU 物理電氣特性 |
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體積
重量 |
128 x 128 x 104 mm
2.1 kg |
功耗
電源功耗
輸入電壓
輸入／輸出接頭 |
16 W(最大)
＋11 到 34V
MIL-C-38999-lll, 22 針 |
| 環(huán)境適應(yīng)性指標(biāo) |
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溫度
工作
存儲(chǔ)
濕度
MTBF (平衡無(wú)故障時(shí)間)
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-40℃ 到 ＋71℃
-40℃ 到 ＋85℃
95% 無(wú)冷凝
35,000 小時(shí)
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GPS信號(hào)中斷后精度表7
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中斷期 |
定位模式 |
位置誤差 (m) |
速度誤差 (m/s) |
測(cè)姿誤差 ( 度 ) |
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水平 |
垂直 |
水平 |
垂直 |
橫滾 |
俯仰 |
航向 |
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10s |
RTK |
0.013 |
0.03 |
0.018 |
0.008 |
0.006 |
0.007 |
0.009 |
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DGPS |
0.30 |
0.28 |
0.026 |
0.006 |
0.007 |
0.009 |
0.024 |
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SP |
1.24 |
1.51 |
0.028 |
0.008 |
0.008 |
0.010 |
0.025 |
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30s |
RTK |
0.83 |
0.16 |
0.055 |
0.008 |
0.009 |
0.010 |
0.017 |
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DGPS |
1.01 |
0.41 |
0.059 |
0.007 |
0.010 |
0.012 |
0.026 |
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SP |
1.60 |
1.55 |
0.062 |
0.010 |
0.010 |
0.016 |
0.028 |
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60s |
RTK |
3.42 |
0.44 |
0.129 |
0.013 |
0.012 |
0.014 |
0.023 |
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DGPS |
3.62 |
0.69 |
0.128 |
0.013 |
0.012 |
0.015 |
0.030 |
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SP |
3.95 |
1.65 |
0.131 |
0.014 |
0.012 |
0.015 |
0.032 |
SPAN工作原理圖
注解：
1. 典型值。性能指標(biāo)可能受GPS系統(tǒng)性能、US DOD人為干擾、電離層與對(duì)流層狀態(tài)、衛(wèi)星幾何分布、基線長(zhǎng)、多路經(jīng)效應(yīng)以及自然或非自然干擾源的存在而惡化
2. 靜態(tài)收斂后的預(yù)期精度
3. 當(dāng)SPAN工作在RTK 模式下
4. 輸出許可限制：高度18288米，速度514米/秒
5. 如果記錄原始的IMU測(cè)量值（200Hz），則要求的最大位置、速度、姿態(tài)的記錄數(shù)率可為50Hz
6. GNSS 接收機(jī)可連續(xù)跟蹤高達(dá)4g
7. 這些RMS值，計(jì)算時(shí)參照了GPS RTK模式
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