المنتج: حلول الملاحة المتكاملة GNSS/INS
الميزات الرئيسية:
الاستنتاج: يتطور تصميم النظام المتكامل، مع حلول تعزز المتانة في البيئات الصعبة مع الموازنة بين التكلفة والتعقيد.
في نظام الملاحة المتكامل GNSS/INS، تلعب قياسات GNSS دورًا حاسمًا في تصحيح INS. ولذلك فإن الأداء السليم للنظام المتكامل يعتمد على استمرارية واستقرار إشارات الأقمار الصناعية. ومع ذلك، عندما يعمل النظام تحت الجسور أو مظلات الأشجار أو داخل المباني الحضرية، يمكن بسهولة إعاقة إشارات الأقمار الصناعية أو التداخل معها، مما قد يؤدي إلى فقدان القفل في جهاز استقبال GNSS. وتناقش هذه المقالة الحلول للحفاظ على الدقة والاستقرار أنظمة الملاحة المتكاملة GNSS/INS عند فقدان إشارات الأقمار الصناعية.
عندما تكون إشارة القمر الصناعي غير متاحة لفترة طويلة، يؤدي عدم وجود تصحيحات GNSS إلى تراكم أخطاء INS بسرعة، خاصة في الأنظمة ذات وحدات قياس القصور الذاتي ذات الدقة المنخفضة. وتؤدي هذه المشكلة إلى تراجع دقة واستقرار واستمرارية تشغيل النظام المتكامل. وبالتالي، فمن الضروري معالجة هذه المشكلة لتعزيز قوة النظام المتكامل في مثل هذه البيئات المعقدة.
يوجد حاليًا حلان رئيسيان لمعالجة سيناريو فقدان إشارة القمر الصناعي.
من ناحية، يمكن دمج أجهزة استشعار إضافية في نظام GNSS/INS الحالي، مثل عدادات المسافات، وLiDAR، وأجهزة الاستشعار الفلكية، وأجهزة الاستشعار البصرية. وبالتالي، عندما يؤدي فقدان إشارة القمر الصناعي إلى عدم توفر نظام GNSS، يمكن لأجهزة الاستشعار المضافة حديثًا توفير معلومات القياس وتشكيل نظام متكامل جديد مع INS لمنع تراكم أخطاء INS. تتضمن مشكلات هذا النهج زيادة تكاليف النظام بسبب أجهزة الاستشعار الإضافية وتعقيد التصميم المحتمل إذا كانت أجهزة الاستشعار الجديدة تتطلب نماذج تصفية معقدة.
الشكل 1 نظرة عامة على نظام الملاحة المتكامل GNSS IMU ODO LiDAR SLAM.
من ناحية أخرى، يمكن إنشاء نموذج تحديد المواقع مع قيود حالة الحركة بناءً على خصائص حركة السيارة. ولا تتطلب هذه الطريقة إضافة أجهزة استشعار جديدة إلى النظام المتكامل الحالي، وبالتالي تجنب التكاليف الإضافية. عندما لا يكون GNSS متاحًا، يتم توفير معلومات القياس الجديدة من خلال قيود حالة الحركة لمنع انحراف INS. على سبيل المثال، عندما تكون السيارة ثابتة، يمكن تطبيق تقنية التحديث الصفري السرعة (ZUPT) لمنع تراكم أخطاء INS.
ZUPT هي طريقة منخفضة التكلفة وشائعة الاستخدام للتخفيف من تباعد INS. عندما تكون السيارة متوقفة، يجب أن تكون سرعة السيارة صفرًا نظريًا. ومع ذلك، نظرًا لتراكم أخطاء INS بمرور الوقت، فإن سرعة الإخراج ليست صفرًا، لذلك يمكن استخدام سرعة إخراج INS كمقياس لخطأ السرعة. وبالتالي، استنادًا إلى القيد المتمثل في أن سرعة السيارة صفر، يمكن إنشاء معادلة قياس مقابلة، مما يوفر معلومات القياس للنظام المتكامل ويمنع تراكم أخطاء INS.
الشكل 2. المخطط الانسيابي لخوارزمية GNSSIMU المستندة إلى ZUPT المقترنة بإحكام مع CERAV.
ومع ذلك، فإن تطبيق ZUPT يتطلب أن تكون السيارة ثابتة، مما يجعلها تقنية تحديث ثابتة للسرعة صفر ولا يمكنها توفير معلومات القياس أثناء المناورات العادية للمركبة. وفي التطبيقات العملية، يتطلب ذلك توقف السيارة بشكل متكرر من حالة الحركة، مما يقلل من قدرتها على المناورة. بالإضافة إلى ذلك، يتطلب ZUPT الكشف الدقيق عن اللحظات الثابتة للمركبة. إذا فشل الاكتشاف، فقد يتم تقديم معلومات قياس غير صحيحة، مما قد يؤدي إلى فشل هذه الطريقة وحتى التسبب في انخفاض دقة النظام المتكامل أو اختلافها.
يمكن أن يؤدي فقدان إشارات الأقمار الصناعية إلى تراكم الأخطاء بسرعة في نظام INS، خاصة في البيئات المعقدة مثل المناطق الحضرية. يتم تقديم حلين رئيسيين: إضافة أجهزة استشعار إضافية، مثل LiDAR أو أجهزة الاستشعار المرئية، لتوفير قياسات بديلة، أو استخدام قيود حالة الحركة مثل تقنية Zero-Velocity Update (ZUPT) لتصحيح أخطاء INS. ولكل نهج مزاياه وتحدياته الخاصة، حيث يؤدي تكامل أجهزة الاستشعار إلى زيادة التكاليف والتعقيد، في حين يتطلب ZUPT أن تكون السيارة ثابتة ويتم اكتشافها بدقة لتكون فعالة.
تعد شركة Micro-Magic Inc في طليعة تكنولوجيا الملاحة بالقصور الذاتي وقد قدمت مؤخرًا ثلاثة منتجات MEMS INS بمساعدة GNSS بمستويات مختلفة من الدقة (المستوى الصناعي والمستوى التكتيكي ومستوى الملاحة). ومن الجدير بالذكر أن المستوى الصناعي MEMS GNSS/INS I3500 يتميز بعدم استقرار متحيز قدره 2.5 درجة/ساعة وسير عشوائي زاوي قدره 0.028 درجة/√ساعة، إلى جانب مقياس تسارع MEMS عالي الدقة مع نطاق كبير (±6 جرام، عدم استقرار متحيز صفر). <30 ميكروغرام).
Xml سياسة الخصوصية المدونة خريطة الموقع
حقوق النشر
@ شركة مايكرو ماجيك كل الحقوق محفوظة.
دعم الشبكة
بالعربية
