智能网联汽车技术概论 课件 项目四 智能网联汽车导航定位技术

《智能网联汽车技术概论》单元一GPS/北斗导航系统结构原理与应用

单元二

惯性测量单元（IMU）结构原理与应用

项目四智能网联汽车导航定位技术单元一GPS/北斗导航系统结构原理与应用学习目标1.了解GPS/北斗导航系统的基本概念2.了解GPS/北斗导航系统的工作原理单元一GPS/北斗导航系统结构原理与应用一、全球定位系统和北斗卫星导航系统的定义全球定位系统GPS是美国于1958年研制，1964年投入使用的一种系统。该系统利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位及导航。单元一GPS/北斗导航系统结构原理与应用北斗卫星导航系统BDS是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。单元一GPS/北斗导航系统结构原理与应用二、全球定位系统和北斗卫星导航系统技术特点1.全球定位系统技术特点（1）全球范围内连续覆盖（2）实现实时定位（3）定位精度高（4）静态定位观测效率高（5）应用广泛单元一GPS/北斗导航系统结构原理与应用2.北斗卫星导航系统技术特点（1）使用三频信号（2）有源定位及无源定位相结合（3）短报文通信服务（4）关联紧密，境内监控（5）覆盖范围广单元一GPS/北斗导航系统结构原理与应用三、全球定位系统和北斗卫星导航系统的工作原理1.全球定位系统的工作原理GPS实施的是“到达时间差”（时延）的概念，利用每一颗GPS卫星的精确位置和连续发送的星上原子钟生成的导航信息获得从卫星至接收机的到达时间差。GPS卫星在空中连续发送带有时间和位置信息的无线电信号，供GPS接收机接收。单元一GPS/北斗导航系统结构原理与应用2.北斗卫星导航系统的工作原理首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号，经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号，并同时向两颗卫星发送响应信号，经卫星转发回中心控制系统。中心控制系统接收并解调用户发来的信号，然后根据用户的申请服务内容进行相应的数据处理。单元一GPS/北斗导航系统结构原理与应用四、GPS/DR组合定位技术介绍车辆航位推算DR方法是一种常用的自主式车辆定位技术。相对于GPS，它不用发射接收信号，不受电磁波影响，只要车辆能达到的地方都能定位。但由于这种定位方法的误差随时间推移而发散，所以只能在短时间内获得较高的精度，不宜长时间单独使用。单元二惯性测量单元（IMU）结构原理与应用学习目标1.了解惯性测量单元的基本概念2.掌握惯性测量单元工作原理单元二惯性测量单元（IMU）结构原理与应用一、惯性测量单元的定义惯性测量单元IMU是测量物体三轴姿态角或角速率，以及加速度的装置。单元二惯性测量单元（IMU）结构原理与应用二、惯性测量单元技术特点1.惯性测量单元优点（1）只用内部传感器就可以得到测量数据，而不需要任何外界帮助。（2）惯性测量单元的测量输出能与计算机的采样计算同步。（3）高采样率和运算速度可实现很短的时延，更新频率高，工作频率可达100Hz以上。（4）短时间内的推算精度高，不会有太大的误差。单元二惯性测量单元（IMU）结构原理与应用2.惯性测量单元缺点（1）具有足够精度的惯性传感器很昂贵。（2）惯性测量单元的系统初始化时间较长。（3）即使惯性测量单元的初始化估计精度很高，当由包含漂移或偏差误差和噪声的惯性测量数据，积分求解导航状态时，仍会有误差积累。单元二惯性测量单元（IMU）结构原理与应用三、惯性测量单元工作原理惯性测量单元属于捷联式惯导，该系统有三个加速度传感器与三个角速度传感器（陀螺）组成，加速度计用来感受汽车相对于地垂线的加速度分量，角速度传感器用来感受汽车的角度信息，该部件通过A/D转换器采集IMU各传感器的模拟变量，转换为数字信息后经过CPU计算，最后输出汽车的俯仰角度、倾斜角度与侧滑角度，存储器主要存储了IMU各传感器的线性曲线图与IMU各传感器的件号与序号，惯性测量单元在刚开机时，CPU读取内存的线性曲线参数为后续角度计算提供初始信息。单元二惯性测量单元（IMU）结构原理与应用四、GPS/IMU组合定位技术介绍单元二惯性测量单元（IMU）结