MEMS-IMU/GPS/GPRS组合导航方案设计与实现
2016-12-05
传感器世界 2016年5期
一、引言
微机电系统(Microelectro Mechanical System,MEMS)惯性器件具有尺寸小、重量轻、成本低、功耗低等特点,是实现低成本导航的主要发展方向[1,2]。但相对于传统惯性导航系统,MEMS-IMU 的精度和稳定性还比较低,导航误差随时间快速增长。另一种得到广泛使用的导航设备是GPS,GPS的定位误差不随时间增长,但信号易受外界条件干扰且数据输出率比较低。
基于MEMS 技术的IMU 和GPS 构成的组合导航系统,不仅结合了GPS 的定位精度高和误差无积累的特点,还结合了惯性导航的自主性和实时性的优点,而且使导航系统的成本下降,可靠性增加,精度得到提高[3]。
对于低成本的MEMS-IMU在性能和精度上仍存在缺点,如数据输出中存在野值现象和较大的常值漂移,严重地影响了系统的正常工作和精度,因此对MEMS-IMU输出的数据应进行预处理[4]。
GPS单点定位也叫绝对定位,就是采用一台接受机进行定位的模式,它所确定的是接受机天线在WGS-84世界大地坐标系统中的绝对位置。外业观测的组织和实施较为方便,数据处理较为简单。其缺点是定位精度较低,可通过差分技术提高定位精度。
通用分组无线业务(GPRS , General Packet Radio Service)是在现有GSM 网络基础上叠加的一个专为高速数据通信而设计的新的网络,其充分利用了现有移动通信网的设备,通过在GSM 网络上增加一些硬件设备和软件升级,形成一个新的网络逻辑实体[5]。按数据量计费,可以作为GPS/IMU数据传输的手段。
本文针对GPS和MEMS-IMU系统各自存在的缺点,基于GPRS技术提出了一个组合导航方案,分别对GPS和IMU数据进行实时接收。……
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