MEMS可否取代光纖陀螺儀技術(shù)?
表2:FOG規格(uFors-6U)
雙天線(xiàn)航向更新具有良好的精確度,但易受多路徑影響。因此,雙天線(xiàn)航向更新僅在開(kāi)放天空環(huán)境中是可靠的。對于來(lái)自GNSS接收器的位置和速度預測,情況同樣如此,也從SBAS受益。
來(lái)自磁力計的航向預測可能由于在校準期間的垂直可觀(guān)察性不佳,而受到較大傾斜角的影響。磁力計在含鐵物質(zhì)周?chē)部赡懿痪_,例如在其他車(chē)輛旁邊行駛時(shí)。因此,磁力計用于在GNSS不可用時(shí)幫助初始化系統,或在GNSS長(cháng)時(shí)間中斷時(shí)(例如20分鐘)幫助減小航向漂移。
氣壓計用于在GNSS不可用或不精確時(shí)幫助獲取高度讀數。速度更新用于在沒(méi)有GNSS更新的情況下防止速度漂移,特別是在沿航跡方向。這些速度更新也可幫助減少解決方案的位置不確定性,這有助于抑制不準確的GNSS位置更新。整個(gè)導航軟件的設計目的是在任何GNSS條件下提供精確結果。
導航測試
為了正確比較兩個(gè)系統,我們設計了三個(gè)系統級導航基準測試:
* 在具有良好GNSS信號的開(kāi)放天空環(huán)境下評估橫滾、俯仰和航向的精確性。
* GNSS多路徑場(chǎng)景,例如在城市中心區,由于存在高層建筑,GNSS解決方案質(zhì)量可能不好。本測試的目的是比較濾波位置性能,它也會(huì )顯示高度和速度誤差。
* 獨立INS性能測試,旨在評估INS位置漂移,也代表速度和高度性能。
開(kāi)放天空高度結果
在GPS可用且位于多個(gè)衛星的直射范圍內的情況下,兩個(gè)系統的定位和速度結果是相似的。高度角(橫滾、俯仰和航向)是我們比較的主要導航參數,因為它們在很大程度上是由陀螺儀性能決定的。
不良信號GNSS定位結果
下一個(gè)測試的目標是在存在GNSS多路徑的情況下比較兩個(gè)系統。行駛軌跡位于卡爾加里市的中心城區,包括一些很窄的小巷,車(chē)行緩慢,同時(shí)周?chē)紳M(mǎn)高層建筑。
現在,性能測試重點(diǎn)包括了定位結果,因為在缺少高質(zhì)量GNSS測量的情況下,陀螺儀可能對位置性能產(chǎn)生很大影響。此測試結果顯示兩個(gè)系統的性能相當。但是,FOG系統高出大約20%至30%。
圖2顯示了獨立GPS解決方案的示意圖。在對復雜的中心城區行駛軌跡進(jìn)行導航時(shí),本測試使用的高精度GPS接收器遇到了嚴重的信號反射。獨立GPS解決方案的誤差多達100米。
圖2:此圖顯示有多路徑干擾的獨立GPS解決方案結果
圖3:FOG/GPS集成解決方案(FOG+GPS紅色,獨立GPS藍色)
圖4:MEMS/GPS集成解決方案(MEMS + GPS綠色,獨立GPS藍色)
圖5:MEMS/GPS/OBDII集成解決方案(MEMS+GPS+OBDII綠色,獨立GPS藍色)
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