公交车惯性导航系统

惯性导航是怎么工作的呢？假设三轴加速度计，x轴一直指向东方，y轴一直指向北方，z轴一直指向天上，那么惯性导航的任务就变得特别简单，x轴方向上加速度的积分，就是经度的变化率，y轴方向上加速度的积分，就是纬度的变化率，z轴方向上加速度的积分，就是高度的变化率。有了经纬度的变化率以及经纬度的初始值，我们就很容易能够求得物理当前所在的位置。这样看来，如果不关注物体的朝向，只用加速度计就能实现惯性导航。然而实际上，我们还必须借助陀螺仪，简单的原因就是，你如何不借助陀螺仪就能让三轴加速度计x，y，z三个轴的指向一直保持东，北和天呢？根据上面的原理想法分析，人们就设计出了一款平台式惯性导航系统（GINS）。这个系统说简单点，就是设计了一个会自动调节的惯性平台，不管物体怎么转动，平台能始终保持姿态不变。惯性导航在自动驾驶定位系统中具有不可替代性。公交车惯性导航系统

加速度计是惯性导航系统的关键元件之一。依靠它对比力的测量，完成惯性导航系统确定载体的位置、速度以及产生跟踪信号的任务。载体加速度的测量必须十分准确地进行，而且是在由陀螺稳定的参考坐标系中进行。在不需要进行高度控制的惯导系统中，只要两个加速度计就可以完成以上任务，否则是应该有三个加速度计。加速度计的分类：按照输入与输出的关系可分为普通型、积分性和二次积分型；按物理原理可分为摆式和非摆式，摆式加速度计包括摆式积分加速度计、液浮摆式加速度计和挠性摆式加速度计，非摆式加速度计包括振梁加速度计和静电加速度计；按测量的自由度可分为单轴、双轴、三轴；按测量精度可分为高精度（优于10−4m/s2）、中精度（10-2m/s2–10-3m/s2）和低精度（低于0.1m/s2）。广东惯性导航系统器件目前，惯性导航分为两大类：平台式惯导和捷联式惯导。

惯性导航系统由陀螺仪和加速度计组成，通过测量加速度和角速度获取定位信息，是目前容易获得且精度够用的运动传感器。系统包括加工工艺、传感器校准、软硬件的深度结合、系统集成后传感器衰退情况、环境适应性、车上安装误差补偿度、汽车行业体系认证等。对于惯性器件本身，衡量其优劣的技术指标有零偏不稳定性，随机游走，艾伦方差等。惯性导航发展已有百年历史，早期的角速度测量使用机械陀螺，利用陀螺的进动效应，形成角度姿态的测量仪器，它与角速度成比例关系。随着现代工业的发展，人类测量角速度的工具越来越多，如动力协调陀螺、静电陀螺、光纤陀螺、激光陀螺等。

惯性导航属于一种推算导航方式。即从一已知点的位置根据连续测得的运载体航向角和速度推算出其下一点的位置。因而可连续测出运动体的当前位置。惯性导航系统中的陀螺仪用来形成一个导航坐标系使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中并给出航向和姿态角；加速度计用来测量运动体的加速度经过对时间的一次和分得到速度，速度再经过对时间的一次积分即可得到距离。惯性导航系统有如下主要优点：1、由于它是不依赖于任何外部信息．也不向外部辐射能量的自主式系统．故隐蔽性好已不受外界电磁干扰的影响；2、可全天流全球、全时间地工作于空中地球表面乃至水下；3、能提供位置、速度、航向和姿态角数据，所产生的导航信息连续性好而且噪声低；4、数据更新率高、短期精度和稳定性好。加速度计是惯性导航系统的关键元件之一。

如何解决惯性导航系统使用过程中的误差分析？所有的惯性导航系统都会出现集成漂移的现象，测量的加速度和角速度时的微小误差，在速度逐步积累时会形成更大的误差，导致在位置测算上的误差加剧。因此，我们必须通过定期输入一些其他类型的导航系统的数据，以修正惯性导航系统中的位置信息。惯性导航系统的误差解决方法：通常是估计理论（尤其是卡尔曼滤波）,提供理论框架，结合来自不同传感器的信息。较常见的替代传感器是一种卫星导航广播（如全球定位系统可以在直接能见度高时用于各种地面交通工具）。室内应用程序可以使用计步器、距离测量设备,或其他类型的位置传感器。通过适当地将惯性导航系统（INS）和其他系统(GPS/INS)的信息融合，误差的位置和速度是可以稳定的。此外,当GNSS信号不可用（例如当车辆穿过隧道）时，惯性导航系统（INS）可以用作暂时性反馈。惯性导航系统完全依靠运动载体自主地完成导航任务，不依赖于任何外部输入信息。长三角惯性导航价位

惯导系统可以为运动载体提供位置、速度、姿态（航向角、俯仰角、横滚角）等信息。公交车惯性导航系统

惯性导航系统主要的优点是什么？1、完全依靠运动载体自主地完成导航任务，不依赖于任何外部输入信息，也不向外输出信息的自主式系统，所以具备极高的抗干扰性和隐蔽性；2、不受气象条件限制，可全天候、全天时、全地理的工作。惯导系统不需要特定的时间或者地理因素，随时随地都可以运行；3、提供的参数多，比如GPS卫星导航，只能给出位置，方向，速度信息，但是惯导同时还能提供姿态和航向信息；4、导航信息更新速率高，短期精度和稳定性好。目前常见的GPS更新速率为每秒1次，但是惯导可以达到每秒几百次更新甚至更高。公交车惯性导航系统

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