Tích hợp PPP GNSS và MEMS-IMU tần số kép điều hướng trong môi trường bị che khuất

Tích hợp PPP GNSS và MEMS-IMU tần số kép điều hướng

Bài viết này nghiên cứu và phân tích tính khả dụng và tính liên tiếp của giải pháp phương vị từ những việc tích hợp những máy RTK GNSS tần số kép, Chi phí thấp bằng cách sử dụng xử lý PPP với những IMU MEMS giá mềm tiên tiến nhất.

Việc tích hợp cung cấp một biện pháp điều phối hoàn hảo ngân sách chi tiêu thấp sẽ được chấp nhận trong thời gian mất tín hiệu GNSS trong nửa phút, với việc cải tổ 30% so với GNSS-PPP tần số thấp, Chi tiêu thấp với những tích hợp MEMS IMU đã được minh chứng trước đó. Điều này hoàn toàn có thể áp chế cho UAV, điều phối xe tự hành, v.v.

Bởi Sudha Vana, Nacer Naciri và Sunil Bisnath, Đại học York, Toronto

Tích hợp những đơn vị chức năng giám sát quán tính (IMU) với GNSS giúp đã đạt được điều hướng liên tục trong những môi trường bị che khuất với tần suất sử dụng phương án tăng lên. Những tiến bộ trong công nghệ tiên tiến cảm biến cơ điện tử (MEMS) đã dẫn tới việc nâng tầm phát triển của những IMU giá rẻ năng suất tốt. IMU dựa vào MEMS không đắt nhưng có độ ổn định do mức độ nhiễu cao hơn sai lệch

Trước đây đa số những nhà điều tra và nghiên cứu sử dụng IMU dựa vào MEMS đều sử dụng kỹ thuật GPS vi sai (DGPS) và động học thời điểm thực (RTK) để đạt được độ chính xác cao hơn nữa hoặc bộ thu GNSS hiệu quả với kỹ thuật xác định điểm chính xác (PPP).

Công nghệ PPP, như 1 cách thức tiếp cận tăng mạnh diện rộng, không đề xuất kiến nghị bất kỳ hạ tầng mặt đất cục bộ nào như những trạm tham chiếu hoạt động tiếp tục. Độ đúng chuẩn mực giành được là ở tại mức decimet đến centimet trong chế độ tĩnh, tiếp cận với RTK.

Cách tiếp cận đó là đáng tin cậy cho những ứng dụng xác định chính xác như giám sát nông nghiệp & trồng trọt, chính xác lập maps trong không gian, lập map biển và các ứng dụng thiết kế và xây dựng tương tự như xác định động học có độ chính xác cao.

Cho dù biện pháp xác định chỉ dành riêng cho GNSS PPP có điểm yếu kém là thời gian khởi đầu chậm, nhưng độ đúng chuẩn mực của nó khiến nó có thể trở nên hấp dẫn để sử dụng trong những ứng dụng như phương tiện đi lại tự hành, máy bay không người lái.

Trong thực tiễn tăng cường điều hướng cho tất cả những UAV và các ứng dụng khoa học, kỹ thuật khác. các ứng dụng này đòi hỏi độ đúng mực ,vị trí tiếp tục theo thứ tự của dải mét đến centimet để phục vụ về an toàn tính toàn diện và bảo mật thông tin

Ví dụ, trong hệ thống định vị xe tự hành, điều hướng theo mức làn đường đề xuất kiến nghị độ đúng chuẩn mực rất nghiêm ngặt theo thứ tự từng cm. Nâng tầm phát triển những giải pháp xác định chính xác liên tiếp và đúng chuẩn mực bằng cách sử dụng GNSS PPP tần số kép và MEMS IMU cho những ứng dụng đương đại. Chúng tôi phân tích hiệu suất của kỹ thuật này trong môi trường tự nhiên thực tiễn bị che khuất.

Sử dụng máy GPS RTK tần số kép – trái chiều với GNSS tần số đơn đã được nghiên cứu trước đó – giảm thiểu lỗi khúc xạ tầng điện ly. Độ đúng chuẩn được cải sinh tới cả decimet bằng phương pháp sử dụng tích hợp tuyến tính có thể quan sát GNSS và kỹ thuật giải quyết PPP.

Giải pháp PPP tần số kép, Chi phí thấp được tích hợp với IMU MEMS phân thành sự kết phù hợp tưởng cho 1 phương án toàn bộ tổng thể Chi phí thấp, độ chính xác cao, có năng lực xuất hiện thêm một cửa sổ mới cho những ứng dụng hiện đại

Cơ giới hóa IMU là kỹ thuật quy đổi những phép đo IMU thô thành thông tin vị trí vận tốc. Bốn bước quy đổi lực và vận tốc quay từ gia tốc kế và con quay hồi chuyển hẳn qua vị trí vận tốc và thái độ. Bốn bước ngắn gọn là:

• update

• chuyển đổi lực cụ thể từ khung tương ứng mà quá trình cơ giới hóa đang được thực hiện;

• cập nhật vận tốc gồm có quy đổi lực đơn cử thành tần suất bằng cách sử dụng mô hình trọng lực; và

• update

Một kiến ​​trúc được phối hợp chặt chẽ tại đây sử dụng một bộ lọc Kalman mở rộng để tích hợp YorkU GNSS-PPP với cùng một IMU MEMS. YorkU GNSS-PPP là ứng dụng định vị có tố chất xác định ba tần số và đa chòm sao. Trong một kiến ​​trúc phối hợp chặt chẽ những phép đo thô từ những cảm ứng được lấy làm đầu vào để tạo ra các trạng thái đã hiệu chỉnh cho một trong các cảm biến

• các phép đo pha giả và pha sóng mang từ máy thu GNSS giá tốt được hiệu chỉnh với quỹ đạo đúng mực để sửa lỗi vệ tinh và quỹ đạo

• các phép đo pha giả và pha sóng dựng nên bằng phương pháp sử dụng vị trí MEMS-IMU và những phương vị vệ tinh. Một phần của vector trạng thái gồm có sai số về vị trí vận tốc và thái độ được đưa quay trở về khối cơ khí hóa quán tính để đóng vòng lặp.

Mẹo kiểm tra số kênh của máy thu GNSS hãng ESurvey

Nếu đã từng tìm hiểu về máy GPS RTK, chắc hẳn ai cũng biết rằng ...

IMU Là Gì? Ý Nghĩa IMU Trên Các Máy Định Vị GNSS 2 Tần

IMU Là Gì? IMU viết tắt của Inertial measurement unit – là một module có ...

GNSS là gì, GPS là gì?

GNSS là gì, GPS là gì? GNSS (global navigation satellite system) – Hệ thống vệ ...