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GPS導(dǎo)航中應(yīng)用的各種輔助傳感器介紹

作者:admin 發(fā)布時間:2015/11/10 19:30:15 瀏覽次數(shù):4231

GPS導(dǎo)航是一種常用的定位系統(tǒng)，方向主要由電子羅盤、陀螺儀等傳感器提供，距離則由加速度傳感器提供、當(dāng)然有些應(yīng)該當(dāng)中也經(jīng)常使用電子羅盤或陀螺儀來推算距離,高度則一般由氣壓傳感器來測量。
在使用了盲區(qū)補(bǔ)償傳感器的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，如果GPS沒有丟失信號，可以使用GPS衛(wèi)星進(jìn)行導(dǎo)航,如果丟失了GPS信號,則使用輔助傳感器進(jìn)行補(bǔ)償,推算出行進(jìn)的距離及方向。因?yàn)樾枰谀康牡刂g標(biāo)記出路線圖，因此在只有GPS的系統(tǒng)中，當(dāng)沒有衛(wèi)星信號時，就需要輔助傳感器推算標(biāo)記路線。
電子羅盤提供的是靜態(tài)的絕對方向信息，而陀螺提供的是汽車轉(zhuǎn)向的瞬間角速度(角度)變化信息。當(dāng)汽車行駛在磁場干擾大的地方(比如鐵橋上，軟磁干擾很大)，這時電子羅盤的偏差就會相對很大，而陀螺儀提供的轉(zhuǎn)向信息就成為判斷方向的主要依賴。陀螺儀在使用中，還存在累計(jì)誤差和漂移，功耗大的問題，而且由于陀螺提供的只是瞬間轉(zhuǎn)向信息，既然是轉(zhuǎn)向角度，那么就需要參照基準(zhǔn)方向，才知道轉(zhuǎn)過了多少角度，這時指南針提供的絕對方向就成為陀螺的參照方向(轉(zhuǎn)向的初始方向)?？梢?，陀螺和電子羅盤是相互補(bǔ)償?shù)?，兩個一起使用能達(dá)到更好的效果。但是出于成本考慮，如果只能選一種，那么寧愿選擇電子羅盤，因?yàn)殡娮恿_盤所起的作用更大。
陀螺在使用過程中，還有一個問題，就是要得到準(zhǔn)確的瞬間水平轉(zhuǎn)向信息，陀螺就必須保持軸線總是垂直于水平面(Yaw陀螺)。如果陀螺安裝不垂直或者因?yàn)檐圀w轉(zhuǎn)彎傾斜，就會導(dǎo)致軸線不垂直于水平面，Yaw陀螺測出來就是一個斜面上的Yaw轉(zhuǎn)向信息，導(dǎo)致導(dǎo)航誤差。這時候，加速度傳感器的傾角分量又可以為Yaw陀螺進(jìn)行傾斜補(bǔ)償?；蛘咴黾右粋€橫滾(Roll)陀螺，當(dāng)然也可以直接使用雙軸陀螺。
加速度在GPS導(dǎo)航補(bǔ)償系統(tǒng)中主要是計(jì)算行進(jìn)距離，通過加速度傳感器輸出的加速度值通過積分計(jì)算出速度，通過速度的積分再得到距離，從而推算物體的即時位置，從而實(shí)現(xiàn)GPS衛(wèi)星信號丟失的補(bǔ)償作用。
高度計(jì)在GPS導(dǎo)航中，能夠提高導(dǎo)航的精度，這叫做高程盲區(qū)補(bǔ)償，通常GPS提供x,y,z,heading,Time信息，x,y即經(jīng)緯度，z就是高度。通常，GPS輸出的這5個信息的信號準(zhǔn)確度是同步的，如果高度不準(zhǔn)，那么其他信息都可能不準(zhǔn)，反之亦然。

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本文來源：東莞市中昊自動化科技有限公司

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