中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會

曹沖:用于無人機(jī)的GNSS接收機(jī)
斗室智庫
2020/06/09 14:50
無人機(jī)應(yīng)用GNSS接收機(jī),是個熱門。無人機(jī)的飛控系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一,或者說是不可或缺的組成部分是GNSS接收機(jī)。而這種接收機(jī)有免不了要組合有慣性系統(tǒng),幾乎成為標(biāo)準(zhǔn)配置。
(照片由Septentrio提供)
塞普滕特里奧(Septentrio)公司的新型GNSS / INS接收機(jī)AsteRx-i D UAS專門針對無人機(jī)系統(tǒng)(UAS)的集成應(yīng)用而推出的產(chǎn)品。該產(chǎn)品提供厘米級級精度的RTK定位和3D姿態(tài)確定。它具有一個與第三方集成兼容的44針插接器,以及事件標(biāo)記輸入,可為攝像機(jī)快門事件準(zhǔn)確地打上時間戳。多頻接收機(jī)的定位和3D航向、俯仰和側(cè)傾定向功能,可實現(xiàn)對無人機(jī)和機(jī)器人的自動導(dǎo)航。通過將ADI公司的高性能慣性測量單元(IMU)直接集成到電路板上,它變得緊湊輕便。在無人機(jī)上,其小巧的外形與低功耗相結(jié)合,可延長電池壽命并延長飛行時間。
AsteRx-i D UAS是Septentrio與Analog Devices合作的首款商業(yè)產(chǎn)品,專為苛刻的工業(yè)環(huán)境而設(shè)計。單天線和雙天線版本均有可用考慮,后者適用于從一開始就需要可靠航向測量的機(jī)器。接收機(jī)采用高級干擾緩解(AIM +)技術(shù)。這是因為在許多電子設(shè)備都塞在一個狹小的空間中的空中無人機(jī)中,相鄰設(shè)備會發(fā)出電磁輻射,從而干擾GNSS信號。AIM +可提供針對此類干擾的保護(hù),可縮短設(shè)置時間并實現(xiàn)穩(wěn)定的連續(xù)運(yùn)行。機(jī)載慣性測量單元(IMU)具有強(qiáng)大的抗機(jī)械振動能力,結(jié)合Septentrio的防震LOCK +技術(shù),該接收機(jī)在起飛和降落時具有抵抗沖擊的堅韌性。接收機(jī)的APME +功能,可以有效地消除金屬層面和附近大型建筑物產(chǎn)生的直接和反射信號。APME +是無偏差的,可以禁用。先進(jìn)的接收機(jī)自主完好性監(jiān)控(RAIM +)包括所有級別的接收機(jī)故障檢測機(jī)制,如測量的生成、質(zhì)量控制和導(dǎo)航算法。從求得的解中去除通常由高多徑或活動電離層引起的檢測到的錯誤測量值。該款接收機(jī)通常功耗為2 W,總重量在60 g以下,符合最小空間和有效負(fù)載的要求。4.5-30 V輸入功率范圍允許直接從UAS電源總線為接收機(jī)供電。IMU直接焊接到板上,無需連接器和螺栓,從而減小了接收器的有效重量和尺寸。
AsteRx-i D UAS支持跟蹤以下信號:一是GPS:L1,L2;二是GLONASS:L1,L2;三是Galileo系統(tǒng):E1,E5b;四是北斗系統(tǒng):B1,B2。還有SBAS:EGNOS,WAAS,GAGAN,MSAS,SDCM(L1),以及QZSS:L1,L2。其綜合位置精度分別是:一是單獨(dú)工作條件下,水平1.2 m,垂直1.9 m;二是SBAS條件下,水平0.6 m,垂直0.8 m;三是DGPS條件下,水平0.4 m,垂直0.7 m;四是RTK-INS條件下,
水平精度0.6厘米+ 0.5 ppm,垂直精度1厘米+1 ppm;其初始化為7 秒鐘。
具有里程碑意義的地標(biāo)—60 GNSS / INS。(照片:Gladiator Technologies)
角斗士(Gladiator)技術(shù)公司出品的高性能地標(biāo)(LandMark)−60 INS / GNSS和緊湊型LandMark−005 INS / GNSS均具有先進(jìn)的傳感器融合技術(shù),將72通道GNSS接收機(jī)與低噪聲、高輸出率的慣性傳感器以及氣壓計和磁力計結(jié)合在一起,可用于定位、測速和姿態(tài)確定。兩種產(chǎn)品均使用專有的Velox處理技術(shù)和擴(kuò)展的卡爾曼濾波器(EKF),可在短期GPS中斷期間提供精確的位置信息。在短期GPS中斷期間,這些裝置每小時的準(zhǔn)確度優(yōu)于2海里。LandMark 60可提供+/- 0.3°的航向精度,俯仰/側(cè)傾角測量值為0.1°。還可提供用于實時運(yùn)動(RTK)GPS接收機(jī)的選件。LandMark 005的尺寸小于35平方厘米,適合要求高標(biāo)準(zhǔn)性能的空間受限應(yīng)用。應(yīng)用包括飛行控制、導(dǎo)航和成像,以及平臺和天線的穩(wěn)定化。開發(fā)套件可用于設(shè)置、配置和數(shù)據(jù)收集。