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組合導(dǎo)航科普(9):什么是桿臂和RBV? | bynav北云

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在GNSS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)中,當(dāng)INS完成對準(zhǔn),我們就可以知道INS在當(dāng)?shù)貙?dǎo)航系中的姿態(tài),同時也可以通過GNSS獲取在當(dāng)?shù)貙?dǎo)航系中的位置、速度結(jié)果。

 

需要注意的是,GNSS定位點通常為天線的相位中心點,而INS的導(dǎo)航中心與天線的相位中心并不重合。GNSS獲得的位置、速度結(jié)果,只能代表天線相位中心,而無法依此來確定INS的位置和速度,INS測量得到的比力和角速率,此時也無法對GNSS定位產(chǎn)生任何幫助。因此,需要精確測量天線相位中心與INS導(dǎo)航中心的相對位置關(guān)系,來實現(xiàn)GNSS導(dǎo)航參數(shù)與INS導(dǎo)航參數(shù)的轉(zhuǎn)換和結(jié)合。

 

桿臂(lever arm),是指坐標(biāo)系A(chǔ)相對于坐標(biāo)系B的位置在坐標(biāo)系C中的投影,也稱為力矩臂(moment arm)。在上面的例子中,可以通過測量天線相位中心點相對于INS坐標(biāo)系的位置(在INS坐標(biāo)系中的投影),來能實現(xiàn)導(dǎo)航參數(shù)的轉(zhuǎn)換。

 

如果組合導(dǎo)航系統(tǒng)安裝在車輛上,由于沿車輪的轉(zhuǎn)軸方向,以及路面或軌道面的垂直方向,車輛的速度通常為零,因此可以對組合導(dǎo)航的結(jié)果進行約束,稱為運動約束,也稱非完整約束(nonholonomic constrai,NHC),來實現(xiàn)對組合導(dǎo)航誤差的有效控制。

 

由于安裝組合導(dǎo)航系統(tǒng)時,INS坐標(biāo)系和載體(車輛)坐標(biāo)系的軸向不能完全重合,因此不能直接將INS坐標(biāo)系的朝向作為載體的朝向來實現(xiàn)運動約束,而是要先通過RBV(Rotation from Body to Vehicle)校準(zhǔn),來校正INS與載體姿態(tài)的相對關(guān)系,利用INS的姿態(tài)使載體的姿態(tài)變?yōu)橐阎憧梢詫崿F(xiàn)運動約束。

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