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GNSS 惯性组合导航的优点
NovAtel的SPAN技术集合了两种不同的但是又互为补充的技术：GNSS定位技术和惯性导航技术。GNSS定位的绝对精度加上IMU陀螺和加速计测量的稳定性就可以提供一个3D的位置、速度和姿态解算结果。不像单GNSS导航系统，即使在GNSS信号被遮挡的时候，其解算的结果也是稳定连续的。
为什么要使用NovAtel SPAN技术
SPAN技术的基础是它的紧耦合设计，该项设计在GNSS接收受限的情况下可以提供非凡的性能与出众的连续性能。紧耦合意味着在GNSS定位无效时仍然可以利用卫星数据。
此外，SPAN技术提供给GNSS更快的信号重捕能力，其结果是有更多可用的GNSS观测量来辅助惯性解算。该GNSS捕获的优势是在卫星数目减少时通过保持高精度的惯性导航以改善RTK的性能。OEMV接收机本身处理所有的GNSS和惯导数据。IMU单独装在一个封装中和GNSS板卡隔开，可以保证模块化的设计。当前ProPak-V3（RS-422）用户可以通过购买升级固件的方式让他们的接收机具有处理INS数据的性能。
通过标准的串口，再使用简单的命令和数据记录接口，就可以完成所有的设置和数据的采集工作。一旦完成硬件的安装，数分钟内就可以完成系统运行的设置。
iIMAR-FSAS SPAN系统的独特优势
FSAS-EI-SN IMU是由德国的ilMAR公司制造，IMU采用了闭环技术，其陀螺偏差小于0.75度/小时和加速计偏差小于1mg。通过NovAtel接收机触发IMU，以保证所有的IMU测量和GNSS测量时间同步。在商业应用方面，该IMU可以提供2个月的ARO并须符合德国的出口规定。
产品性能：
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SPAN 系统性能１ |
| 定位精度 |
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单点L1
单点L1/L2
WAAS L1
WAAS L1/L2
DGPS
OmniSTAR
ＶＢＳ
ＸＰ
ＨＰ
ＲＴ－２０２
RT-2
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1.8米RMS
1.5米RMS
1.2米RMS
0.9米RMS
0.45米RMS
0.7米
0.15米
0.1米
0.2米
1cm + 1ppm RMS
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| 速度精度 |
0.02 m/s RMS
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| 测姿精度3 |
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俯仰
横滚
方位角
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0.015o RMS
0.015o RMS
0.041 o RMS |
| 加速度精度 |
0.03 m/s2 RMS |
| 最大速度 |
4 514 m/s |
| 最大高度 |
4 18,288 m |
| 数据刷新率5 |
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IMU 观测量 200 Hz
INS 位置 200 Hz
INS 速度 200 Hz
INS 姿态 200 Hz |
| IMU 性能 |
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| IMU-FSAS-EI-SN |
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陀螺输入范围
陀螺偏速
陀螺偏速比例因子
角随机游走
加速度计量程
加速度计线性度／比例因子
加速度计偏差
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±500 deg/sec
< 0.75 deg/hr
300 ppm
0.1 deg/√hr
6 ±5g
400 ppm
1.0 mg |
| IMU 物理电气特性 |
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体积
重量 |
128 x 128 x 104 mm
2.1 kg |
功耗
电源功耗
输入电压
输入／输出接头 |
16 W(最大)
＋11 到 34V
MIL-C-38999-lll, 22 针 |
| 环境适应性指标 |
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温度
工作
存储
湿度
MTBF (平衡无故障时间)
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-40℃ 到 ＋71℃
-40℃ 到 ＋85℃
95% 无冷凝
35,000 小时
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GPS信号中断后精度表7
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中断期 |
定位模式 |
位置误差 (m) |
速度误差 (m/s) |
测姿误差 ( 度 ) |
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水平 |
垂直 |
水平 |
垂直 |
横滚 |
俯仰 |
航向 |
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10s |
RTK |
0.013 |
0.03 |
0.018 |
0.008 |
0.006 |
0.007 |
0.009 |
|
DGPS |
0.30 |
0.28 |
0.026 |
0.006 |
0.007 |
0.009 |
0.024 |
|
SP |
1.24 |
1.51 |
0.028 |
0.008 |
0.008 |
0.010 |
0.025 |
|
30s |
RTK |
0.83 |
0.16 |
0.055 |
0.008 |
0.009 |
0.010 |
0.017 |
|
DGPS |
1.01 |
0.41 |
0.059 |
0.007 |
0.010 |
0.012 |
0.026 |
|
SP |
1.60 |
1.55 |
0.062 |
0.010 |
0.010 |
0.016 |
0.028 |
|
60s |
RTK |
3.42 |
0.44 |
0.129 |
0.013 |
0.012 |
0.014 |
0.023 |
|
DGPS |
3.62 |
0.69 |
0.128 |
0.013 |
0.012 |
0.015 |
0.030 |
|
SP |
3.95 |
1.65 |
0.131 |
0.014 |
0.012 |
0.015 |
0.032 |
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SPAN工作原理图
注解：
1. 典型值。性能指标可能受GPS系统性能、US DOD人为干扰、电离层与对流层状态、卫星几何分布、基线长、多路经效应以及自然或非自然干扰源的存在而恶化
2. 静态收敛后的预期精度
3. 当SPAN工作在RTK 模式下
4. 输出许可限制：高度18288米，速度514米/秒
5. 如果记录原始的IMU测量值（200Hz），则要求的最大位置、速度、姿态的记录数率可为50Hz
6. GNSS 接收机可连续跟踪高达4g
7. 这些RMS值，计算时参照了GPS RTK模式
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