高精度车辆运动测姿系统

一、系统概述
　　高精度车辆运动测姿系统，是为汽车生产过程中车辆测试提出的系统解决方案，通过双频GPS和惯性测量单元测量车辆运动过程中的位置、加速度和角速率值，并将数据记录在记录仪中，利用后处理差分和GPS/INS组合解算软件将差分基站和记录仪中的数据进行事后数据处理，计算出车辆运动过程的准确位置、俯仰角、横滚角和航向角。做为车辆测试数据处理和分析依据。

二、系统组成

　　本系统由数据处理中心、差分基站和车载移动站三部分组成。差分基站采集GPS基准数据并存储，主要由基站GPS、高增益天线、基站数据记录仪组成。车载移动站用于采集GPS原始数据、加速度、角速率值，并将数据存储。主要由GPS位置单元、航向测量单元、IMU惯性测量单元、车载数据记录仪等组成。数据处理中心由数据处理计算机、差分后处理模块、定向处理模块、GPS/INS组合解算模块组成。利用基站数据记录仪和移动站数据记录仪的数据进行差分处理，并将GPS数据和惯性测量数据进行融合，精确解算出位置、姿态和航向。

三、工作原理
　　本系统综合采用GPS 差分定位技术、载波相位测量技术、GPS定向技术和惯性测量技术。为提高测量精度和减少硬件复杂性，数据处理采用后处理方式。系统在GPS高精度定位的基础上，采用两个高精度高动态的GPS接收机作为卫星信号传感器，利用主天线与次天线之间的距离（即基线距离）这一已知量再加上天线所接到的卫星的星历等信息，通过载波测量技术和快速求解整周模糊度等独特的算法，精确计算出载体当前的航向角度，而且同时还可输出俯仰角度、位置、速度及UTC时间等信息。
　　通过车载的GPS位置单元和航向单元采集位置和航向处理的原始数据，再通过IMU惯性测量单元采集加速度和角速率原始数据，并将采集的数据存储在记录仪中。差分基站也在同时采集GPS数据，并记录在记录仪中。数据处理中心首先使用GPS后处理差分软件对车载GPS位置和地面基站GPS数据进行差分处理，得到厘米级内的定位结果和CM/S级的速度结果，通过定向处理软件解算高精度航向，如果车载定向单元使用的两个GPS天线在4米则定向精度可达到0.05度，然后使用GPS/INS组合解算软件对GPS定位测速结果和IMU原始数据进行高精度组合，获得更好精度的位置和姿态。

四、数据处理

a) 实时采集数据：


b) 后处理数据：

五、方案配置