Spatial FOG GNSS/INS光纤惯性导航系统

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Spatial FOG

Spatial FOG是一款坚固的GNSS辅助惯性导航系统和AHRS,可在最苛刻的条件下提供准确的位置,速度,加速度和方向。它集成了超高精度光纤陀螺仪,加速度计,磁力计和压力传感器以及RTK GNSS接收器。它们采用了先进的融合算法,可提供准确可靠的导航和定位信息。

 

优势特点

  • 0.01°横摇&俯仰
  • 0.05°航向
  • 8mm位置
  • 0.05°/小时FOG陀螺仪
  • L1 / L2 / L5 RTK / PPK
  • GPS,GLONASS,Galileo和BeiDou

 

特征

超强的惯性表现

Spatial FOG包含KVH Industries 1750光纤陀螺仪(FOG)IMU,可提供极其精确的惯性数据,远远超出现有的最佳MEMS技术。这使得Spatial FOG可以在没有GNSS的情况下长时间实现非常高的准确度和盲区计算。尽管FOG IMU具有高精度,但Spatial FOG具有极具竞争力的价格,低于市场上的许多MEMS系统。

RTK GNSS接收器

Spatial FOG包含一个三频Trimble RTK GNSS接收器,可提供高达8mm的精确定位,并支持所有当前和未来的卫星导航系统,包括GPS,GLONASS,GALILEO和北斗。 Spatial FOG支持实时RTK定位和原始卫星数据记录,以进行动态后处理(PPK)。

先进的过滤器

Spatial FOG包含Advanced Navigation的革命性传感器融合滤波器。该滤波器比典型的扩展卡尔曼滤波器更智能,并且能够通过利用人类启发的人工智能从数据中提取更多信息。它专为控制应用而设计,具有高水平的健康监测和不稳定性预防,可确保稳定可靠的数据输出。

快速寻北陀螺仪

Spatial FOG采用革命性的寻北算法,能够在热启动开机后10秒钟内或冷启动开始10分钟后提供准确的航向。Spatial FOG的寻北算法在开机后连续运行,不受速度或角度运动的影响。这使得Spatial FOG能够在不使用磁力计和GPS辅助航向的环境中提供高精度航向。

热启动

Spatial FOG包含下一代电池备份系统,允许它在2秒内从最后位置热启动惯性导航,并在大约3秒内获得GNSS修正。电池备份系统可在产品的使用寿命期内持续使用,并可在没电的情况下提供48小时的备份。Advanced Navigation的Spatial系列是世界上唯一提供热启动惯性导航的GNSS / INS。

可靠性

Spatial FOG专为对可靠性要求非常高的的关键控制任务而设计。它建立在面向安全的实时操作系统之上,所有软件均按照安全标准进行设计和测试,并具有容错功能。所有外部接口都可以防止硬件免受反极性,过压,浪涌,静态和短路的影响。 GNSS具备RAIM(接收机自体完好性监控)功能,它可以自动排除故障和经过篡改的卫星信号。 Spatial FOG包含一个辅助MEMS IMU,用于检测主IMU的故障。

高更新率

Spatial FOG的内部滤波器以1000Hz运行,数据也可以通过高速RS232或RS422以此速率输出。可以用于控制不稳定动态的平台。

外部设备

Spatial FOG具有两个通用输入输出引脚和两个辅助RS232 / RS422端口,支持大量外设。包括用于地面车辆的里程表输入,用于水下导航的DVL和USBL,NMEA输入/输出等。如果用户支付集成费用,也可以添加定制外围设备。

 

应用

地下导航

Spatial FOG在航位推算中的极低漂移率,使其成为在无GNSS信号的地下环境中实现导航的绝佳选择。通过使用高精度的车轮编码器,系统能够无限期地保持高精度定位。

地理坐标

Spatial FOG非常精确的定位和导航数据使其成为航空摄影地理配准系统和相机万向节指向和稳定应用的完美选择。

防御

Spatial FOG是地面防御车辆的理想选择,这些防御车辆需要能够通过持续的GPS拒止环境保持态势感知。在GPS拒止条件下,漂移率低至行进距离的0.1%,系统能够长时间提供准确的定位数据。其热启动功能允许车辆停电长达48小时,并继续从停止的位置导航,无需GPS或初始化。

测量

Spatial FOG的高精度横滚,俯仰和航向使其非常适合测量应用。它支持RTK,与标准GPS相比,它可以提供显着增强的定位精度,定位精度为8mm。该系统支持连接高分辨率轮速传感器或里程表,使其能够通过GPS中断保持准确的数据,并通过隧道和其他无法获得GPS信号的区域继续进行测量。它还支持输出RINEX原始卫星数据用于后期数据处理。

机器人技术

Spatial FOG的精确定位数据可以稳定机器人系统,其位置,速度和加速度数据可用于机器人导航。 Spatial FOG的高更新率使其能够控制不稳定的动态平台,并且它对安全性和可靠性提供更多关注。

赛车运动

Spatial FOG是赛车运动中性能测量的绝佳工具。根据速度和方向数据,可以计算滑移,过度转向和转向不足。速度和加速度数据可用于计算制动和加速的改进。位置可用于确定与最佳轨道位置的偏差。Spatial FOG还支持向Dewesoft产品等数据采集系统输出数据。

 

技术指标

导航

定位精度 水平 0.8 m

垂直 1.5 m

定位精度(SBAS) 水平 0.5 m

垂直 0.8 m

定位精度(RTK或PPK) 水平 0.008 m

垂直 0.015 m

速度精度 0.007 m/s
横摇&纵摇精度 0.01 °
航向精度 0.05 °
横摇&纵摇精度(动态后处理) 0.005 °
航向精度(动态后处理) 0.01 °
升沉精度 2 % 或0.02 m
方向范围 无限制
热启动时间 2 s
内部过滤率 1000 Hz
数据输出更新率 最高1000 Hz

传感器

传感器 加速度计 陀螺仪 磁力计 压力计
范围 ±10g ±490 °/s ±8 G 10 - 120 KPa
零偏稳定性 15 ug 0.05 °/hr - 10 Pa
初始偏差 < 1 mg < 1 °/hr - < 100 Pa
初始比例误差 < 0.03 % < 0.01 % < 0.07 % -
比例因子稳定性 < 0.04 % < 0.02 % < 0.09 % -
非线性 < 0.03 % < 0.005 % < 0.08 % -
横轴对准误差 < 0.04° < 0.02° < 0.05° -
噪声密度 120 ug/√Hz 0.7°/hr/√Hz 210 uG/√Hz 0.56 Pa/√Hz
带宽 200 Hz 440 Hz 110 Hz 50 Hz

GNSS

模块 Trimble BD930
星座系统支持 GPS L1, L2, L5

GLONASS L1, L2

GALILEO E1, E5

BeiDou B1, B2

SBAS EGNOS、MSAS、GAGAN、QZSS
数据更新率 20 Hz
热启动初次固定 3 s
冷启动初次固定 30 s
水平定位精度 1.2 m
水平定位精度(SBAS) 0.5 m
水平定位精度(RTK) 0.008 m
速度精度 0.007 m/s
时间精度 20 ns
加速度 11 g

通讯

接口 RS422(RS232可选)
速度 4800 - 10M
协议 AN Packet Protocol 或 NMEA
外围接口 2x GPIO和 2x RS232
GPIO级别 5 V 或 RS232
GPIO功能 1PPS

Odometer

Stationary

Pitot Tube

NMEA input/output

Novatel GNSS input

Trimble GNSS input

AN Packet Protocol input/output

Packet Trigger Input

Event Input

硬件

工作电压 9 - 36 V
输入保护 -40 至 100 V
功耗(典型) 6.6 W
热启动电池工作时间 > 48 小时
热启动电池充电时间 30 分钟
热启动电池寿命 > 10 年
防护等级 IP67 MIL-STD-810G
MTBF > 36000 小时
冲击极限 40 g
振动限制 12 g
尺寸 90x90x88 mm
重量 655 g

 

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