缩短积分时间以提高航位推算导航系统的精度
2020-03-26 11:19:15 点击：
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汽车航位推算(DR)导航系统使用陀螺仪估计车辆的瞬时航向。利用此信息和行驶距离信息，即使在卫星信号被遮挡的拥挤市区或隧道中，导航系统也能确定车辆的正确位置。在DR导航中使用陀螺仪的一个主要挑战是卫星信号可能长时间丢失，导致累计角度误差变得过大，以至于无法精确定位车辆。本文提出一种简单的方法来解决此问题。
DR导航的工作原理
图1显示了DR导航的基本工作http://www.dadianliu.cn/电感厂家原理。陀螺仪测量车辆的旋转速度（单位为度/秒）。代表车辆瞬时航向的角度，通过将旋转速度对时间积分来计算。航向和行驶距离相结合，即可确定车辆的位置，如红线所示。
图1 DR导航的工作原理
对于数字陀螺仪，积分速度可以表示为速度样本之和乘以采样间隔：
其中，ri是陀螺仪检测到的速度，n是样本数，τ是采样间隔。
随时间积累的角度误差可以表示为：
其中，ei是各样本的速度误差，n是样本数，τ是采样间隔。
根据该公式，所需的积分时间越长，则积分误差越大，如图2所示。这些速度样本是利用一个带有高性能角速度传感器ADXRS810的评估板测得，总共记录了3300个速度样一体成型贴片电感本，用于模拟一个DR导航系统。蓝线显示陀螺仪速度样本，红线显示累计角度误差。显而易见，累计角度误差随时间而增大。