Spolehlivé určení polohy pomocí GNSS / GPS a inerciálního systému

Kombinace GNSS + INS (inerciální navigační systém) poskytuje spolehlivé určení zeměpisné polohy v centimetrové přesnosti společně s daty o prostorové poloze objektu ve smyslu úhlu a směru sklonu a zrychlení, zobrazující celkovou 3D orientaci a polohu objektu. Tento systém je speciálně navržen tak, aby byl odolný v náročném prostředích, a poskytuje nepřetržitě polohu i při krátkých výpadcích GNSS. Aby toto určení polohy i bez satelitního signálu bylo možné (tzv. setrvačná funkce), je přijímač GNSS integrován společně s velmi přesnou průmyslovou IMU jednotkou (Inertial Measurement Unit).

GPS + INS a kde se používá?

Co je to inerciální navigační systém (INS)? Jedná se o zařízení, které měří rotaci a zrychlení a pomocí této informace vypočítá svou polohu vzhledem k výchozímu bodu. Naproti tomu GPS / GNSS poskytuje absolutní zeměpisnou polohu jakéhokoli bodu, který má k dispozici satelitní signál GNSS. Kombinace těchto dvou technologií vytváří silný lokalizační nástroj pro přesné umístění a orientaci. GNSS / INS se často používá při řízení a automatizaci strojů v průmyslových odvětvích, jako je stavebnictví, logistika a přesné zemědělství, zejména v náročných prostředích, kde je omezená viditelnost satelitů GNSS.

Specializované přijímače GPS / GNSS poskytují spolehlivé přesné určování polohy pomocí vícefrekvenční technologie s více konstelacemi GNSS (družicovými sítěmi). GNSS přijímače GPS pro určení polohy potřebují přímou viditelnost alespoň na 4 satelity, pro určování polohy s centimetrovou přesností (RTK) pak ještě více. Když je obloha dočasně zastíněná překážkou a přijímač ztratí satelitní připojení GNSS, převezmou ostatní senzory, jako je IMU (Inertial Measurement Unit), relativní polohu k poslednímu známému místu. Kromě zlepšení dostupnosti určení polohy poskytuje IMU jednotka také 3D orientaci objektu v prostoru (úhel sklonu, rotace a zrychlení).

Přesnost a robustnost měření rychlosti je významně zvýšena integrací IMU / GNSS. Vysoce přesné určení rychlost je užitečné zejména v kinematických aplikacích, jako je řízení vlaků, testování automobilů nebo ve sportu. Systém GNSS / INS má také o něco lepší přesnost určování polohy ve srovnání se samotným GNSS, protože řešení určování polohy bude „vyhlazeno“, zejména krátkodobé výpadky fixního RTK řešení anebo kompletní výpadek satelitního signálu. Stručně řečeno, GNSS + INS je výkonný navigační a měřicí nástroj, který se dnes používá v aplikacích, jako jsou autonomní vozidla, robotika, automatizace strojů, testování automobilů a dokonce i sport.

Inerciální senzor IMU v systému GNSS / INS

Srdcem systému INS je zařízení IMU, které měří rotaci a zrychlení pomocí gyroskopů a akcelerometrů. Existuje mnoho typů IMU, které se liší svými parametry. Existují spotřebitelské IMU pro přibližné snímání pohybu, teplotně kalibrované průmyslové MEMS IMU a konečně pokročilé, vysoce přesné FOG IMU založené na optických vláknech ve velmi vysoké cenové kategorii. V přijímači GNSS spojuje algoritmus Kalmanova filtru data IMU a GNSS a poskytuje přesné a spolehlivé určení polohy GNSS / INS a 3D orientaci.

Klíčové benefity

• Přesné a spolehlivé určení pozice, speciálně navržené tak, aby bylo robustní i v náročných prostředích
• 3D orientace poskytující úhly natočení, sklonu a rotace
• Funkce setrvačnosti polohy, která poskytuje nepřetržité určování polohy během krátkých výpadků GNSS
• Technologie proti rušení a spoofingu Advanced Interigation Mitigation (AIM +)