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組合導航科普(9):什么是桿臂和RBV? | bynav北云

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在GNSS/INS組合導航系統中,當INS完成對準,我們就可以知道INS在當地導航系中的姿態,同時也可以通過GNSS獲取在當地導航系中的位置、速度結果。

 

需要注意的是,GNSS定位點通常為天線的相位中心點,而INS的導航中心與天線的相位中心并不重合。GNSS獲得的位置、速度結果,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定位產生任何幫助。因此,需要精確測量天線相位中心與INS導航中心的相對位置關系,來實現GNSS導航參數與INS導航參數的轉換和結合。

 

桿臂(lever arm),是指坐標系A相對于坐標系B的位置在坐標系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坐標系的位置(在INS坐標系中的投影),來能實現導航參數的轉換。

 

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

 

由于安裝組合導航系統時,INS坐標系和載體(車輛)坐標系的軸向不能完全重合,因此不能直接將INS坐標系的朝向作為載體的朝向來實現運動約束,而是要先通過RBV(Rotation from Body to Vehicle)校準,來校正INS與載體姿態的相對關系,利用INS的姿態使載體的姿態變為已知,便可以實現運動約束。

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