1 / 25

Технология SPAN TM компании NovAtel Inc. (Канада)

Высокоточное комплексное позиционирование ГНСС+ИНС. Технология SPAN TM компании NovAtel Inc. (Канада). Александр Янкуш ООО «ГНСС плюс» технический директор +7 (495) 780-92-74 info @ GNSSplus . ru www.GNSSplus.ru 15-18 сентября 2008 Пореч, Хорватия. Особенности ГНСС.

keaton
Download Presentation

Технология SPAN TM компании NovAtel Inc. (Канада)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Высокоточное комплексное позиционирование ГНСС+ИНС Технология SPANTM компании NovAtelInc.(Канада) Александр Янкуш ООО «ГНСС плюс» технический директор +7 (495) 780-92-74 info@GNSSplus.ru www.GNSSplus.ru 15-18 сентября 2008 Пореч, Хорватия

  2. Особенности ГНСС • Основные преимущества • Обеспечиваются точные абсолютные координаты • Точность относительно стабильна по времени • Относительно недорогое и компактное оборудование • Основные недостатки • Требуется внешняя информация (т.е. сигналы спутников) • Точность часто меняется (зависит от числа и геометрии спутников, типа приемников ирежима позиционирования) • Максимальная частота вывода решений сейчас только 50Гц • По вектору скорости можно вычислить только курс и тангаж

  3. Способы повышения качества ГНСС • Дифференциальные сервисы • подсистемы SBAS(WAAS, EGNOS, MSAS, CNAS, GAGAN) • спутниковый дифсервис OmniSTAR • морские береговые радиомаяки • сети постоянных станций (IGS,SAPOS,CORS) • Использование нескольких систем • ГЛОНАСС+GPS+(Galileo) • Модернизация систем • Принципиально иные технологии • оптика или лазеры • Инерциальные Навигационные Системы (ИНС=INS)

  4. Что такое ИНС (INS)? • ИНС– Инерциальная Навигационная Система • Что такое Инерциальная Навигация? • Блок Инерциальных Измерений (IMU) объединяет три акселерометра и три гироскопа • измеряются ускорения и угловые скорости • измерения интегрируются по времени… • …ивычисляются приращения координатотносительно начальных координат(т.е. выполняется автономная навигация)

  5. Особенности ИНС • Основные преимущества • Не требуется внешней информации • Вычисляются точные относительные координаты • Обеспечиваются углы ориентации по трем осям • Частота вывода решенийдо 1000Гц • Точность решения стабильна от эпохи к эпохе • Основные недостатки • Точность решения снижается по времени (уходы датчиков) • Высокое энергопотребление • Относительно дорогое и громоздкое оборудование

  6. Как интегрируются ГНССиИНС ? • ГНСС решение дает начальные координаты для ИНС • Спутниковые измерения используются для моделирования систематических уходов датчиков ИНС, чтобыуменьшить рост ошибок в ИНС-решении • ИНС-решение используется для заполнения периодов при плохой геометрии спутников или отсутствии сигналов • ИНС-решение используется для помощи в повторном захвате сигналов спутников • ИНС-решение способствует крайне быстрому восстановлению высокоточного решения после возобновления захвата спутниковых сигналов • ИНС-решение обеспечивает более частую выдачу данных (координат и элементов ориентации)

  7. Основные типы ГНСС+ИНС комплексов • Для решения навигационных задач • Обеспечение точности несколько метров + элементы ориентации • Беспилотные аппараты, автомобильная навигация • Для высокоточного позиционирования • Обеспечение точности от сантиметоров до субметра • + элементы ориентации • Аэросъемочные комплексы, дорожные лаборатории • Applanix, Leica, IGI, NovAtel

  8. Технология SPANTM(NovAtelInc.,Канада) • SPAN = Synchronized Position, Attitude and Navigation • Синхронизированное Позиционирование,Пространственная ориентация и Навигация • Комплексное решение ГНСС+ ИНС • как в реальном времени (в приемнике) • так и в постобработке (в специализированном ПО)

  9. Составляющие технологии SPAN • двух- или трехчастотный ГЛОНАСС\GPS\L-bandприемникгеодезического класса компании NovAtel • Прецизионная двух- или трехчастотная ГЛОНАСС\GPS\L-bandантеннаNovAtel • Блок Инерциальных Измерений (БИИ) • iMAR, Honeywell, Northrop Grumman, KVH • опция - радиоканал (УКВ или GSM)для передачи дифференциальных поправок в реальном времени • Pacific Crest, Satel, Siemens • опция - программный пакет– для комплексной постобработки спутниковых и инерциальных измерений • Inertial Explorer (NovAtel) • Включает GrefNav\GrafNet

  10. Базовый и бортовой комплексы • Бортовой приемник NovAtelсерии OEM-V3 • GPS антенна • Блок инерциальных датчиков • Кабель для источника питания • Радиоканал для передачи дифпоправок (опция) • Базовый приемник(лучше NovAtel) • Персональный компьютер (или КПК) с программой CDU

  11. Алгоритм SPAN (+Inertial Explorer) • конвертирование сырых данных • загрузка из интернета данных базовых станций (если необходимо) • ввод координат базовых станций, типов и высот антенн • выбор профиля постобработки • обработка GPS траекторий в прямом и обратном направлениях и их комбинирование (анализ разности решений) • Ввод векторов редукций • «блок IMU–> ГНСС антенна» • «блок IMU–> сенсор» • обработка ИНС-данных • сглаживание и объединение траекторий • на выходе (с частотой до 400 Гц) – координаты, скорости и элементы ориентации

  12. Точностные характеристики (1) • Позиционирование (1СКО) • Автономное > 1.5м • SBAS(WAAS/EGNOS) >90cм • DGPS (по коду) – 45cм • OmniSTAR (HP+)– 10-15cм • RT-2 – 10мм+1мм/км • Постобработка – 5мм+1мм/км • Скорость и ускорение • 0.02 м/с и 0.03 м/с2 • Время • 20 нс

  13. Точностные характеристики (2) • Элементы ориентации(1СКО, градусы) 0.005°~ 18”

  14. Ошибка в координатах (м) Время теста (сек) Возможности SPAN • Рост ошибки в координатахв зависимости от времени

  15. Области применения ГНСС/ИНС

  16. Описание теста • съемка в 2 последовательных дня • Запись данных для постанализа • сырые измерения GPS и ИНС • решения GPS/ИНС в реальном времени (RTK)по технологии SPAN • метки времени срабатывания камеры • вычисление опорных углов ориентации • из первого полета по наземным контрольным пунктам • использование опорных углов для второго полета для расчета оценки точности комплексного навигационного решения SPAN и Inertial Explorer

  17. Задачи теста • наглядность и простота эксперимента • получение результатов технологически различными методами • сравнение результатов иих оценка • выводы

  18. Характеристика залетов • 2 полета в два последовательных дня • высота ~ 900м • соответствует масштабу снимка 1:6000

  19. Используемая аппаратура • GPS приемник NovAtel ProPak-V3 • специальная версия внутреннего ПО с поддержкой данных внешнего инерциального измерительного блока (IMU) • Инерциальный блок LN200 IM • гироскопы - волоконно-оптические • акселерометры - микромеханические • выдача данных до 200 Гц • Плата SDLC(Synchronous Data-Link Control) • Управление синхронным каналом обмена данными

  20. Используемое ПО • CDU • настройка параметров работы комплекса • сбор «сырых» измерений • визуализация решенийв реальном времени • Inertial Explorer • Комплексная постобработка GPS+ИНС данных

  21. Интеграция с аэрокамерой • Карта синхронизации интерфейса (SDLC) установлена внутри корпуса фотокамеры • Кабели выведены через специальное отверстие

  22. Результаты теста • Сравнение координат с контрольными пунктами • Разница между точными (каталожными) координатами и координатами полученных Inertial Explorer

  23. Результаты теста • Оценка параметров ориентации • Разницы между классическим фотограмметрическим определениями и решениями Inertial Explorer и SPAN • Опорные углы были вычислены по данным первого полета • Эти же углы были использованы для корректировки данных второго дня

  24. Заключение по технологии SPAN • Обеспечивается непрерывное позиционирование (даже в условиях неблагоприятных для ГНСС) • Обеспечиваются координаты, элементы ориентации и скорости с высокой дискретностью • Обеспечивается более быстрое восстановление отслеживания спутников после потери сигналов • Обеспечивается более быстрое высокоточное решение(как в постобработке, так и в реальном времени) • Используются фазовые ГНСС-измерения для сглаживания ИНС-решения даже когда спутников недостаточно для отдельного ГНСС-решения

  25. Высокоточное комплексное позиционирование ГНСС+ИНС Технология SPANTM компании NovAtelInc.(Канада) Александр Янкуш ООО «ГНСС плюс» технический директор +7 (495) 780-92-74 info@GNSSplus.ru www.GNSSplus.ru 15-18 сентября 2008 Пореч, Хорватия

More Related