驛唐科技高精度北斗/INS陸基精準測量案例
慣性導航是高精度北斗應用拓展的重要手段。北斗/慣性組合導航中，北斗導航輔助慣導提高定位、測姿精度，慣性導航輔助北斗縮短定位時(shí)間、提高定位精度。兩種導航方式優(yōu)勢互補，共同提高精度。慣性輔助下的北斗導航應用將釋放巨大空間。
一、北斗/慣性導航
1.簡(jiǎn)介
慣性導航是高精度北斗應用拓展的重要手段。北斗/慣性組合導航中，北斗導航輔助慣導提高定位、測姿精度，慣性導航輔助北斗縮短定位時(shí)間、提高定位精度。兩種導航方式優(yōu)勢互補，共同提高精度。慣性輔助下的北斗導航應用將釋放巨大空間。
2.優(yōu)勢對比
3. 應用領(lǐng)域
（1）空基
n飛行器自主導航系統
n飛行器自動(dòng)控制系統
n機載慣性穩控平臺
（2）?；?/span>
n艦船導航定位系統
n船載武器發(fā)射平臺
n船載慣性穩定平臺
n船載海洋測繪系統
（3）路基
n車(chē)輛導航定位系統
n精準農業(yè)自動(dòng)化應用
n駕駛人考試訓練
n數字城市地圖測繪
n高速鐵路軌道檢測
二、駕駛人考試及訓練應用
1. 駕考先進(jìn)技術(shù)
在駕考應用中，將北斗高精度定位定向與慣性測姿定向技術(shù)完美融合。
2.駕考市場(chǎng)
駕駛人考試及訓練應用引領(lǐng)2013年高精度北斗應用創(chuàng )新和產(chǎn)業(yè)化推廣，已推廣至30個(gè)省，1000余個(gè)駕校，2013年度全國銷(xiāo)售30000余臺設備。
應用持續深入發(fā)展中，市場(chǎng)由駕考科目二到科目三發(fā)展，由考試到訓考一體化發(fā)展。產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展方向為小型、低成本、高可靠性、高精度和高集成度。
3. 駕考問(wèn)題新領(lǐng)域新挑戰
（1）評判公正性à精度再提升，遮擋、轉彎à精度需考證
（2）公眾質(zhì)疑、產(chǎn)品精度驗證à標準參考系統
（3）應用科目二向科目三轉變à復雜路況（遮擋、干擾）
（4）龐大的訓練市場(chǎng)à更低成本、更高集成度
（5）智能駕考系統一體化設計
（6）駕考應用案例向其他領(lǐng)域擴展
4. 駕考發(fā)展新方向
n慣性導航將體現更大的輔助作用
n多傳感器融合將成為主要手段
n北斗/多傳感器融合集成化、一體化OEM板卡
三、城市街景測繪應用
1. 城市街景測繪基本原理
城市街景測繪的前提是測繪儀器的高精度位置、姿態(tài)、航向基準，關(guān)鍵部件是高精度北斗/慣性組合導航系統。
2. 城市街景測繪應用挑戰
（1）城市測繪由二維到三維轉變
（2）測繪需求由一級城市到二、三級城市擴散
（3）由開(kāi)闊場(chǎng)地向峽谷、遮擋區擴散
（4）測繪物由一般街道向小形建筑深入細化
（5）由靜態(tài)測量向動(dòng)態(tài)測量轉變
（6）精度由米及向亞米級、厘米級發(fā)展
3. 高精度北斗/光纖慣性組合導航系統應用于車(chē)載式測繪系統
（1）系統產(chǎn)品參數
ü全球覆蓋：突破了衛星導航在遮擋地區的使用限制
ü全天候：慣性技術(shù)自主性保障惡劣環(huán)境下可靠運行
ü高精度：實(shí)時(shí)差分和事后差分，位置精度達厘米級
ü高可靠性：MTBF>35,000小時(shí)
ü多模式：支持單、雙天線(xiàn)及純慣導三種工作模式
ü雙模態(tài)：支持北斗、GNSS雙模態(tài)
ü全參數：除衛星導航的位置信息外，還可提供航向、姿態(tài)信息
ü后處理：慣性/GNSS組合導航、慣性/里程計組合導航以及POS后處理功能
ü自組合、自標定：在無(wú)GPS輔助的情況下，憑借里程計慣性導航的組合可獲得2~3‰（行駛里程）的定位精度
（2）北斗/光纖慣性組合產(chǎn)品安裝于測試車(chē)輛上
（3）測量結果示例
中關(guān)村GPS測量結果
上海高架橋—組合導航測試結果
上海海底隧道--GPS測試結果
4. 高精度北斗/ MEMS慣性組合導航系統應用于便攜式測繪系統
（1）系統產(chǎn)品參數
ü全球覆蓋：突破了衛星導航在遮擋地區的使用限制
ü全天候：慣性技術(shù)自主性保障惡劣環(huán)境下可靠運行
ü高精度：實(shí)時(shí)差分和事后差分，位置精度達厘米級
ü高可靠性：MTBF>35,000小時(shí)
ü多模式：支持單、雙天線(xiàn)及純慣導三種工作模式
ü雙模態(tài)：支持北斗、GNSS雙模態(tài)
ü全參數：除衛星導航的位置信息外，還可提供航向、姿態(tài)信息
（2）測量結果示例
上海高架橋--MEMS組合導航系統測量結果曲線(xiàn)
5. 突破的主要關(guān)鍵技術(shù)
n北斗/INS高精度后處理算法
n里程計自動(dòng)識別、刻度系數自估計、自動(dòng)組合導航算法
n在多路徑干擾環(huán)境中的智能識別并隔離精度較差的北斗定位信號
nINS高精度標定技術(shù)
四、高鐵軌道參數檢測
1. 背景和需求
全國高速鐵路里程1萬(wàn)公里，居世界第一。鐵路營(yíng)運里程10萬(wàn)公里，居世界第二。里程增加速度提升，負荷增加，形成威脅巨大。對軌道檢測的精度要求不斷提高，軌道檢測效率要求也不斷提高。高效率、高精度、便攜化鐵路軌檢系統需求十分迫切。
2. 軌檢車(chē)兩種實(shí)現技術(shù)
（1）光學(xué)檢測法
n優(yōu)點(diǎn)：測量精度較高，可達0.1mm
n缺點(diǎn)：測量效率低、無(wú)法實(shí)現連續測量、受環(huán)境影響
n產(chǎn)品：GEDO、安博格GRP1000、南方高鐵SJG
（2）慣性檢測法
n優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現快速、連續測量，測量方法簡(jiǎn)單
n缺點(diǎn)：對慣性器件精度要求較高，成本較高
n產(chǎn)品：瑞士安博格GRP VMS
3. 北斗/慣性軌檢車(chē)組成
北斗/慣性軌檢車(chē)主要由四部分組成:北斗衛星接收基站、主車(chē)體、位置姿態(tài)系統、后處理軟件。
4. 北斗/慣性軌檢車(chē)工作原理
n利用高精度位置姿態(tài)系統測得軌道車(chē)的運動(dòng)數據
n通過(guò)事后處理軟件得到高精度在軌運動(dòng)參數
n利用先進(jìn)軌道參數算法得到水平、高低、軌向、軌距等軌道參數
5. 北斗/慣性軌檢車(chē)工作流程
6. 對比測試結果
以光學(xué)軌檢車(chē)為基準，對慣性軌檢車(chē)檢測做了大量測試，以下以三組現場(chǎng)實(shí)際實(shí)驗示例：
|
組別 |
水平誤差（σ） |
高低誤差 -短波 |
軌向誤差 -短波 |
高低誤差-長(cháng)波 |
軌向誤差-長(cháng)波 |
|
第一組（500m） |
0.149 (mm) |
0.614 (mm) |
0.428 (mm) |
2.561 (mm) |
0.882(mm) |
|
第二組（500m） |
0.1298 (mm) |
0.581 (mm) |
0.461 (mm) |
1.499 (mm) |
0.939(mm) |
|
第三組（500m） |
0.133 (mm) |
0.932(mm) |
0.435 (mm) |
2.734 (mm) |
1.946mm) |
結論：慣性軌道檢測車(chē)短波的水平、高低、軌向檢測精度優(yōu)于1mm，長(cháng)波高低、軌向檢測精度優(yōu)于3mm。
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