by Leo
1.什么是對準?
慣性導航系統(INS)通過積分慣性傳感器的測量值來計算導航結果,即導航方程的每一次迭代,都需要利用前一次的位置、速度、姿態等導航參數作為其初始值。因此,在使用INS提供導航結果前,必須要對它進行初始化。
INS初始的位置和速度信息需要外部提供,在GNSS/INS組合導航系統中,初始的位置和速度信息由GNSS接收機提供。此外,還可以采用將INS放置在預先測量的已知位置點附近等方式進行初始化。此時,INS通過外部信息,已經知道了它在外界所處的位置和已有的速度,但仍無法確定的是,當它測量到自身在X軸方向存在加速運動時,或在以Y軸為旋轉軸發生轉動時,究竟在外界是朝向哪里加速運動,或在以哪里為軸發生轉動。因此,INS還要初始化姿態。
姿態初始化的過程稱為對準,因為這一過程就是在物理上將慣性器件與當地導航系軸向對齊,或清楚慣性器件在當地導航系中的姿態。初始的姿態信息既可通過外部信息提供,也可由INS自身通過敏感重力矢量和地球自轉矢量來確定。
一句話,每次設備上電啟動,都需要經過對準這個過程,才能正常工作。
2.什么是校準?
在GNSS/INS組合導航系統中,當INS完成對準,我們就可以知道INS在當地導航系中的姿態,同時也可以通過GNSS獲取在當地導航系中的位置、速度結果。
由于安裝組合導航系統時,INS坐標系和載體(車輛)坐標系的軸向不能完全重合,因此不能直接將INS坐標系的朝向作為載體的朝向來實現運動約束,而是要先通過設置RBV(Rotation from Body to Vehicle)參數,來旋轉INS與載體姿態的相對關系,使得INS坐標系和載體(車輛)坐標系的軸向盡量重合,以可以實現運動約束。
由于設備安裝無法保正絕對的精確,輸入的RBV與實際安裝可能會有幾度的傾角。RBV誤差主要對導航信息中的車體姿態產生影響,也會因桿臂配置的坐標系而對導航中心和方位角產生一定程度的影響。由此產生的影響主要體現在陸地模型中,衛星信號良好時無明顯異常,而衛星信號丟失時的誤差發散則尤為明顯,此時由RBV誤差產生的姿態和位置偏差將隨時間而愈加明顯。若使用非陸地模型,則導航結果無明顯差異。
RBV校準需要滿足以下幾個條件:
1.直線行駛(不能有轉彎);
2.速度達到5m/s(最小速度);
3.道路平坦(載體不能傾斜);
4.前進方向行駛(不能倒退行駛)。
其中,需要注意:前兩者會在處理時自動檢測,選符合要求的數據用于校準;后兩者在處理時無法自動檢測,校準時必須按照要求操作,否則RBV校準結果很可能不準確。
一句話,一般在不挪動設備的情況下,只有初始安裝,需要進行校準,以提高精度,無法校準的話,盡量保證安裝角度與車體系吻合,也是可以正常工作的,只是精度可能會不及校準過的。
3.對準過程狀態解釋
對準一般會經歷以下過程:
A.上電未激活 ins_inactive
B.等待初始位置 waiting_initialpos
C.等待方位角 waiting_azimuth
D. 正在對準 ins_aligning
E. 粗對準完成 ins_alignment_complete
F. 精對準階段,rtk修正對準結果,精對準收斂后 ins_solution_good
在工作過程中,還可能看到以下狀態:
A.精度方差大 ins_high_variance
B.衛星結果不可用 ins_solution_free
其中,ins_solution_good為最優狀態,可以放心使用,ins_alignment_complete次之,精度略差,可酌情使用(具體可以參考其他輸出標志位或標準差),其他狀態或為中間過程,或為不可用狀態。
4.校準具體流程
A.確保X1進入固定解狀態
B.開動車輛
C.配置輸出rbv校準信息及頻率:log comX inscalstatus onchanged
D.輸入指令,開始校準:inscalibrate rbv new
E.校準過程中的指示信息:
ins_converging誤差較大,
insufficient_speed速度不足,
high_rotation轉彎幅度太大,
calibrating正在校準,
calibrated校準完成
F.校準完成:輸出狀態為calibrated,語句停止
G.保存配置:saveconfig
H.重啟:reboot