辅助惯性导航系统是精度、可靠性和集成度的灯塔。通过将惯性测量单元 (IMU) 的优势与外部信息源相结合，这些系统提供了一种先进的方法来确定运动物体的位置、方向和速度。
辅助惯性导航系统的核心是惯性传感器与 GNSS 补充数据的战略融合，以显着提高导航精度。惯性传感器，包括加速度计和陀螺仪，分别作为测量线性加速度和角速度的主要仪器。尽管它们对导航做出了贡献，但这些传感器本质上容易随着时间的推移而积累误差，这种现象称为“漂移”。通过集成来自 GNSS、磁力计、气压计以及视觉或 LiDAR 传感器等来源的外部信号，辅助系统可以减轻这种漂移，这些信号可以纠正和细化从惯性传感器获得的数据。
这些系统的混合特性可实现无与伦比的精度和稳定性，超越惯性导航系统可以独立实现的水平。通过融合各种来源的数据，即使在 GNSS 信号减弱或缺失的情况下（例如在城市峡谷或茂密的树叶环境中），辅助惯性导航系统也可以保持较高的导航精度。
辅助惯性导航系统背后的创新在于它们能够通过集成外部数据源来减轻惯性测量单元 (IMU) 的固有局限性。本节研究定义这些先进系统功能的技术复杂性和复杂流程。
传感器融合是辅助惯性导航系统的基石，它结合了来自不同传感器的数据，以比单独从任何单个传感器源获得的数据更准确、更可靠地估计移动物体的状态（位置、方向和速度）。该融合过程基于复杂的数学模型和算法，例如卡尔曼滤波器，它根据每个传感器当前的可靠性和与导航解决方案的相关性动态权衡每个传感器的输入。
例如，卡尔曼滤波器在两个基本阶段运行：预测和更新。在预测阶段，系统使用先前的状态和控制运动的已知物理定律来预测当前状态。然后，更新阶段根据从各种传感器获得的新测量结果来纠正该预测。这种连续的预测和校正循环使系统能够动态适应不断变化的条件和传感器输入，从而最大限度地减少随时间推移的误差累积。
辅助惯性导航系统的有效性很大程度上取决于其智能集成外部源数据的能力。这些来源可能差异很大，包括：
• 全球导航卫星系统 (GNSS)： 提供绝对位置数据，对于纠正惯性测量随时间的漂移至关重要。
• 磁力计： 提供相对于地球磁场的航向信息，这有助于方向校正。
• 气压计： 通过测量大气压力提供高度数据，有助于系统的垂直定位。
• 视觉和激光雷达传感器： 提供详细的环境数据，使系统能够识别周围环境，并通过视觉里程计或同步定位和建图 (SLAM) 等技术纠正任何位置漂移。
集成过程不仅仅是对这些来源的数据进行平均，还涉及了解每种数据类型的上下文、准确性和可靠性的复杂算法。例如，GNSS 数据在开阔的天空条件下可能会受到很大的影响，但在信号容易反射和遮挡的城市峡谷中会受到折扣。
虽然传感器融合增强了导航解决方案的稳健性和准确性，但它也带来了挑战。这些包括：
• 传感器校准： 确保传感器经过正确校准，以实现准确的数据解释。校准错误可能会导致融合过程中出现系统错误。
• 时间同步： 对齐来自不同传感器的数据流（这些传感器可能以不同的频率运行或经历不同的延迟）对于相干数据融合至关重要。
• 环境因素： 外部条件，例如磁力计的磁干扰或GNSS的信号阻塞，要求系统动态调整不同传感器的权重和集成策略。
辅助惯性导航领域不断发展，研究重点是提高准确性和可靠性的先进技术。机器学习算法越来越多地被探索用于传感器融合，它可以识别传感器数据中的复杂模式并实时调整融合策略。此外，集成更复杂的环境感知技术，例如 3D 地图和基于深度学习的视觉识别，有望增强系统在无法使用 GPS 的环境中导航的能力。
Inertial Labs™ 处于辅助惯性导航系统创新的前沿。该公司的产品套件体现了其对精度、性能和适应性的承诺，可满足航空航天、国防、海洋、测量和自动车辆导航等多种应用的需求。
惯性实验室系统的特点是其卓越的精度。通过集成尖端算法和传感器融合技术，他们的产品可以在充满挑战的条件下提供高精度的位置、速度和方向数据。该系统能够整合来自多星座 GNSS 接收器的数据，确保全面的全球覆盖和抵御信号中断的能力。
Inertial Labs™ 擅长提供可定制的解决方案，满足各种应用的独特需求。他们的系统经过精心设计，可轻松与各种外部传感器集成，从而提高灵活性，增强系统性能，同时简化用户集成。这种方法不仅简化了开发，还显着降低了相关成本。
对于导航技术来说，可靠性是不容忽视的，尤其是那些关键应用中使用的技术。 Inertial Labs 的产品设计用于在最苛刻的环境中运行，确保在陆地、海上或空中始终如一且可靠的性能。严格的测试和质量保证实践强调了公司致力于提供符合最高稳健性和可靠性标准的产品。
Inertial Labs™ 凭借不懈的创新、对质量的承诺以及无与伦比的客户支持而脱颖而出。公司在研发方面的投入推动了传感器技术、算法优化和系统设计的不断进步。这种对创新的坚定不移的关注确保了 Inertial Labs™ 始终是辅助惯性导航系统的领导者。
此外，Inertial Labs™ 优先考虑客户满意度，提供广泛的技术支持和定制服务，以满足客户的不同需求。技术实力、尖端产品和以客户为中心的服务的结合巩固了 Inertial Labs 作为先进导航解决方案值得信赖的合作伙伴的地位。
• 3DM-CX5-GNSS/INS 高性能 GNSS 导航传感器
• 3DM-GX5-GNSS/INS 高性能 GNSS 导航传感器
• 3DM-CV7-INS 战术级嵌入式惯性导航系统
• 3DM-GX5-GNSS/AHRS 高性能 GNSS 导航传感器
• 3DM-GV7-INS 战术级加固惯性导航系统
备注：本文来源自 Inertial Labs 网站
