惯性导航系统

惯性导航系统基于牛顿力学定律,通过陀螺仪和加速度计测量载体在惯性参考系的加速度,进而计算速度、偏航角和位置。陀螺仪用于建立导航坐标系,加速度计测量加速度并积分得到速度和位移。然而,零点漂移、白噪声、温度/加速度影响和积分误差等因素会影响其精度,需要通过校准和其他传感器辅助以提高准确性。

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  惯性导航系统(INS,以下简称惯导)基本工作原理是以牛顿力学定律为基础,通过测量载体在惯性参考系的加速度,将它对时间进行积分,且把它变换到导航坐标系中,就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。
  惯性导航系统是以陀螺加速度计为敏感器件的导航参数解算系统,该系统根据陀螺的输出建立导航坐标系,根据加速度计输出解算出运载体在导航坐标系中的速度和位置。
  陀螺仪用来形成一个导航坐标系,使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中,并给出航向和姿态角;加速度计用来测量运动体的加速度,经过对时间的一次积分得到速度,速度再经过对时间的一次积分即可得到位移。陀螺仪加速度计MPU6050

陀螺仪
  陀螺仪,测量角速度,具有高动态特性,它是一个间接测量角度的器件。它测量的是角度的导数,即角速度,要将角速度对时间积分才能得到角度。

影响陀螺仪精度因素:

  • 零点漂移 / 零偏 / bias

  假设陀螺仪固定不动,理想角速度值是0dps(degree per second),但是存在零点漂移,例如有一个偏置0.1dps加在上面,于是测量出来是0.1dps,积分一秒之后,得到的角度是0.1度,1分钟之后是6度,还能忍受,一小时之后是360度

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