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组合导航科普(9):什么是杆臂和RBV? | bynav北云

by WZHWZH


在GNSS/INS组合导航系统中,当INS完成对准,我们就可以知道INS在当地导航系中的姿态,同时也可以通过GNSS获取在当地导航系中的位置、速度结果。

 

需要注意的是,GNSS定位点通常为天线的相位中心点,而INS的导航中心与天线的相位中心并不重合。GNSS获得的位置、速度结果,只能代表天线相位中心,而无法依此来确定INS的位置和速度,INS测量得到的比力和角速率,此时也无法对GNSS定位产生任何帮助。因此,需要精确测量天线相位中心与INS导航中心的相对位置关系,来实现GNSS导航参数与INS导航参数的转换和结合。

 

杆臂(lever arm),是指坐标系A相对于坐标系B的位置在坐标系C中的投影,也称为力矩臂(moment arm)。在上面的例子中,可以通过测量天线相位中心点相对于INS坐标系的位置(在INS坐标系中的投影),来能实现导航参数的转换。

 

如果组合导航系统安装在车辆上,由于沿车轮的转轴方向,以及路面或轨道面的垂直方向,车辆的速度通常为零,因此可以对组合导航的结果进行约束,称为运动约束,也称非完整约束(nonholonomic constrai,NHC),来实现对组合导航误差的有效控制。

 

由于安装组合导航系统时,INS坐标系和载体(车辆)坐标系的轴向不能完全重合,因此不能直接将INS坐标系的朝向作为载体的朝向来实现运动约束,而是要先通过RBV(Rotation from Body to Vehicle)校准,来校正INS与载体姿态的相对关系,利用INS的姿态使载体的姿态变为已知,便可以实现运动约束。

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