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原来高精度定姿定位系统的核心是这个东西

作者:admin  更新时间:2017-10-19
在GNSS卫星观测较困难的时候,如何定位在行动中的设施是很难的,这个时候就得需要定姿定位系统来帮忙,它支持陆地、航空及航海所有动态应用环境,能连续提供定位数据,还可以在航测遥感、水上水下测量、海洋测绘、高速动态载体或载荷姿态测量、自动化控制等领域应用,本文来揭秘这个系统的核心器件。
原来高精度定姿定位系统的核心是这个东西
  IMU(惯性测量单元)是定姿定位系统的核心,惯性测量单元(英文:Inertial measurement unit,简称 IMU)是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的一种装置。通常来说,一个IMU不仅有三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺。其中的加速度计用来检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号,而陀螺则检测载体相对于导航坐标系的角速度信号,测量物体在三维空间中的角速度和加速度,并以此解算出物体的姿态。这样的姿态结算在导航中用着很重要的应用价值。
  惯性测量单元IMU属于捷联式惯导,该系统有两个加速度传感器与三个速度传感器(陀螺)组成,加速度计用来感受飞机相对于地垂线的加速度分量,速度传感器用来感受飞机的角度信息,该子部件主要有两个A/D转换器AD7716BS与64K的E/EPRO存储器X25650构成,A/D转换器采用IMU各传感器的模拟变量,转换为数字信息后经过CPU计算后最后输出飞机俯仰角度、倾斜角度与侧滑角度,E/EPROM存储器主要存储了IMU各传的线性曲线图与IMU各传感器的件号与序号,部品在刚开机时,图像处理单元读取E/EPROM内的线性曲线参数为后续角度计算提供初始信息。
  我们可以假设惯性测量单元的陀螺和加速度计的测量是没有任何误差的,那么通过陀螺则可以精确的测量物体的姿态。通过加速度计可以二次积分得出位移,实现完整的6DOF,也就是说带着一台这种理论型的IMU在宇宙任何位置运动的人,我们都可以知道他当前的姿态和相对位移,这将不局限于任何场所。
  智腾微电子惯性导航事业部工程师说到,IMU大多用在需要进行运动控制的设备上,例如汽车和机器人,也常被用在需要用姿态进行精密位移推算的场合,如潜艇、飞机、导弹和航天器的惯性导航设备等。