Spatial GNSS/INS惯性导航系统INS/AHRS

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SPATIAL

Spatial是一款加固型微型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。它集成了经温度校准的加速度计,陀螺仪,磁力计和压力传感器以及先进的GNSS接收器。通过采用先进的融合算法,可提供准确可靠的导航和定位。

 

优势特点

  • 0.1 ° 横摇 & 俯仰
  • 0.2 ° 航向
  • 2cm 定位
  • 3 °/hr MEMS陀螺仪
  • L1 RTK/PPK
  • GPS, GLONASS & BeiDou
  • 磁航向

 

特征

校准动态范围传感器

Spatial包含高性能的MEMS惯性传感器。这些传感器都经过Advanced Navigation的密集校准以进一步提升其性能,并在-40℃至85℃的温度范围内提供始终如一的准确数据。Advanced Navigation的自定义校准过程是唯一可以提供动态测距的全传感器校准,允许用户在运动中选择高精度或高加速度的传感器范围。作为校准的一部分,每个Spatial装置在我们专门建设的旋转温室中进行8小时的实验。

多星座RTK GNSS

Spatial的下一代GNSS接收器支持所有当前和未来的卫星导航系统,包括GPS,GLONASS,GALILEO和北斗。这些冗余的卫星星座,允许Spatial在仅依靠GPS不能正常工作的环境中提供准确的位置和速度数据,例如城市峡谷和室内环境等。 Spatial的GNSS接收器支持L1 RTK,可提供2cm的定位精度,可提供1cm的动态后处理精度。

先进的滤波器

Spatial 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。

微小型坚固式封装

Spatial所采用的精密海洋级铝制外壳防水防尘,符合IP67标准,防震能力达到2000g,可在极端恶劣条件下使用。具备极强竞争力的尺寸,重量和功耗设计,可以确保轻松集成到几乎任何系统中。

热启动

Spatial包含下一代电池备份系统,允许它在500毫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。

高更新率

Spatial 的内部滤波器以1000Hz运行,数据也可以通过高速RS232以此速率输出。可以用于控制不稳定动态的平台。Spatial还具有非常先进的自定义导航过滤器,可以高度接受动态的运动和振动。

外部设备

Spatial具有两个通用输入输出引脚,支持大量外设。包括用于地面车辆的里程表输入,RTK GPS系统,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

测量

Spatial的高精度横摇,俯仰和航向使其非常适合测量应用。它支持L1 RTK,确保其定位精度显着提高至2cm。该系统支持连接高精度轮速传感器或里程表,使其能够在GNSS信号中断的情况下保持准确的数据,在隧道和其他无法获得GNSS信号的区域继续进行测量。 Spatial还支持动态后处理,实现1cm的定位精度。

无人飞行器

Spatial在无人飞行器上非常受欢迎。其高精度定向使其可用于控制和地理配准。它支持多种皮托管(空速管/风速管)和空气数据单元,可以在没有GPS的情况下保持数小时的高精度定位。它支持地面传输的差分校正,以提高GPS定位精度。体积小,重量轻,功耗低,可轻松集成到很小的无人机中。

机器人技术

Spatial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。

海事

Spatial是海洋应用的理想选择,可提供精确定位,航向,横摇,俯仰和起伏。其坚固的设计可以应对海上恶劣的环境。它的磁航向使用了先进的椭球算法校准硬铁和软铁,并通过其内置的全球磁模型提供真航向和磁航向。

赛车运动

Spatial是中,车辆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 的高振动容差和动态范围意味着不必担心发动机或道路的振动。Spatial还支持向Dewesoft产品等数据采集系统输出数据。

跟踪和安全

Spatial的GNSS RAIM(接收机自体完好性监控)卫星验证,高灵敏度和多个星座,使GPS欺骗技术难以实现。即使GNSS信号丢失,当连接车辆里程表输入信号时,Spatial也可以长时间准确地导航。它的备用存储器确保切断电源也不会失去它的位置。这使得它成为跟踪和安全应用的绝佳选择,几乎难实现劫持。

 

技术指标

导航

定位精度 水平 2.0 m

垂直 3.0m

定位精度(RTK) 水平 0.02 m

垂直 0.03m

定位精度(PPK) 水平 0.01 m

垂直 0.02 m

速度精度 0.05 m/s
横摇&纵摇精度 0.1 °
横摇&纵摇精度(动态后处理) 0.04 °
航向精度(动态GNSS) 0.2 °
航向精度(仅磁航向) 0.8°
航向精度(动态后处理) 0.08 °
升沉精度 5 % 或0.05 m(以较大者为准)
方向范围 无限制
热启动时间 500ms
内部过滤率 1000 Hz
数据输出更新率 最高1000 Hz
延时 0.4ms

传感器

传感器 加速度计 陀螺仪 磁力计
范围(动态) ±2g ±250 °/s ±2 G
±4g ±500 °/s ±4 G
±16g ±2000 °/s ±8 G
零偏稳定性 20 ug 3 °/hr -
初始偏差 < 5 mg < 0.2 °/hr -
初始比例误差 < 0.06 % < 0.04 % < 0.07 %
比例因子稳定性 < 0.06 % < 0.05 % < 0.09 %
非线性 < 0.05 % < 0.05 % < 0.08 %
横轴对准误差 < 0.05° < 0.05° < 0.05°
噪声密度 100 ug/√Hz 0.004°/s/√Hz 210 uG/√Hz
带宽 400 Hz 400 Hz 110 Hz

GNSS

模块 u-blox M8P
星座系统支持 GPS L1

GLONASS L1

GALILEO E1

BeiDou B1

数据更新率 10 Hz
冷启动灵敏度 -148 dBm
跟踪灵敏度 -160 dBm
热启动初次固定 1 s
冷启动初次固定 26 s
水平定位精度 2.5 m
水平定位精度(L1 RTK) 0.02 m
速度精度 0.05 m/s
时间精度 30 ns
加速度 4 g

通讯

接口 RS232
速度 4800 - 2M
协议 AN Packet Protocol 或 NMEA
外围接口 2x GPIO和 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 5 - 36 V
输入保护 ±60 V
功耗(典型) 0.5W
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 > 310000 小时
冲击极限 2000 g
尺寸(不包括tabs) 30x30x24 mm
尺寸(包括tabs) 30x40.6x24 mm
重量 37 g

 

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