定位定向系统详细介绍-年文档资料

1、定位定向系统具体介绍在数字遥感技术飞速进展、遥感对定位技术的要求不断提高的背景下,由 DGPS/IMU集成的定位定向技术得到了人们的重视；POS相比于惯性系统和一般的GPS导航系统具有很强的导航定位才能这一优势；一般的 GPS不能直接获得传感器的姿势信息,且单位时间内输出的数据比较少,因而在高动态环境中的可靠性较差,而惯性测量装置虽然能够测得位置、姿势、速度、角速度和加速度等导航参数,但是随着时间推移, 其误差也会逐步增大,因此, POS组合定位系统补偿了两者的缺陷,实现了遥感 影像的直接地理定位；1 POS介绍目前广泛运用的两种 AEROcontrol 系统；POS是加拿大的 POS/AV系

2、统和德国的POS/AV系统由 4 部分组成；惯性测量系统（IMU）；惯性测量系统主要包括加速计（3 个）、陀螺仪（ 3 个）、数字化电路和一个中心处理器； 通过陀螺仪和加速计就可以测得速度和角度的增率, 再在运算机系统的帮助下,就能够猎取相对于地球的位置、速度和方向； GPS； GPS是由卫星和 GPS接收机组成,在 POS/AV中主要是为相关软件供应波段和距离信息；运算机系 统；运算机系统负责处理各种导航数据和治理导航信息；数据后处理软件 POSPac；通过处理 POS/AV系统在运行中获得的惯性量测数据、 GPS原始数据和基准站的数据,该软件就能够得到最 优化的组合导航解；假如运用到摄影测

3、量当中,仍需要软件在 POSEO模块解算出每幅影像的外方位元素；AEROcontrol 系统主要由以下3 部分组成：惯性测量装置；惯性测量装置主要由加速度计（3 个）、陀螺仪（ 3 个）和信号预处理器组成, 在转角和加速度的测量中具有较高的精度；GPS；GPS主要用来接收 GPS数据；运算机系统；主要功能是采集未经任何处理的 IMU和 GPS数据,并将它们储存在 PC卡上用于后处理；协同 GPS、IMU和所用的航空传感器的时间同步；将运算机装置实施组合导航运算的结果作为CCNS4的输入信息；CCNS4主要是对 AEROcontrol 进行掌握治理,通过 CCNS4,可以掌握 AEROcontr

4、ol 系统记录数据,同时,CCNS能够监控数 据的记录,检测 GPS接收机运行情形和实时组合导航运算的结 果；后处理软件 AEROoffice 供应了处理和评定所采集数据所需 的全部功能, 除了供应 DGPS/IMU的组合 Kalman 滤波功能外, 仍 供应用于将外定向参数转化到本地绘图坐标系的工具；2 POS误差来源 利用 POS进行传感器对地定位时, 误差来源主要包括以下几 个方面；2.1 传感器位置传感器的安放是一项特别重要的工作,会影响到整个系统的性能；对于传感器的安放位置,要符合下面两个条件：检校误差对传感器间偏移改正的影响最小；传感器之间不能有任何微小的位移； 为此, 可以通过缩

5、小传感器之间的距离来改善第一个 条件的影像,但是后者相对来说更难克服；2.2 时间同步 由于 POS是 GPS和惯性测量系统集成应用,所以 GPS可以不 断接收外部数据, 以此就能在运动过程中修正惯性测量装置,这样就能够掌握随时间积存的误差；但同时 GPS在动态环境中会遇到周跳和信号失锁的问题,这可以通过短时间内高精度的惯性量测信息得到解决,并且仍能够帮忙GPS接收机提高抗干扰的能力,使得其跟踪和捕捉卫星信号的才能增强；但是,正常情形下要做到 GPS与惯性测量系统之间时间同步的难度是很大的,首要问题就是对 GPS数据和惯性装置量测数据的同步使用,两个系统之间的时间同步性要求会相伴着精度要求的提

6、高而提高,假如不能恰当地处理这个问题,它将成为一个严峻的误差源,由于它直接影响着载体的运行轨迹,从而影响外方位元素的确定；2.3 初始校正初始校正处理一般在测量之前完成,是将惯性系统通过旋转矩阵把自身体系转换到地面水平体系的过程,通常包括粗校正和精确校正两个阶段； 粗校正是通过传感器的原始输出数据和单一地考虑地球旋转及重力场假设模型来近似估量姿势参数；由于低精度的惯性系统不能在静态环境中校正,因此可以通过飞机运动来获得更优化的对准精度；飞机的运动假如能够带来足够大的水平加速度,那么未对准误差的不确定性将可以通过速度误差快速观测出来,并且能够依据DGPS的速度更新利用Kalman 滤波估量出其大小；2.4 系统检校由于直接传感器定