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美国 HBK（原Lord）MicroStrain 3DM-CX5-GNSS/INS （3DM-CX5-45）高性能 GNSS 导航传感器，采用一体化导航解决方案采用高性能集成多星座 GNSS 接收器，利用 GPS、GLONASS、北斗和伽利略卫星星座。3DM-CX5-GNSS/INS 传感器测量经过完全校准、温度补偿，并在数学上与正交坐标系对齐，以获得极其精确的输出。高度线性的传感器性能和自适应估计滤波器算法可在现实世界的动态条件下产生非常准确的计算输出。
MicroStrain Sensing 3DM‑CX5 系列高性能工业级板级惯性传感器提供广泛的三轴惯性测量、计算姿态和导航解决方案。CX 产品线具有 GX 系列的所有相同功能，采用专为批量生产而设计的经济高效的系统集成商友好型封装。
补偿选项包括磁异常、陀螺仪和加速度计噪声以及噪声影响的自动补偿。计算输出包括俯仰、横滚、偏航、航向、位置、速度和 GNSS 输出，使其成为完整的 GNSS/INS（GNSS 辅助惯性导航系统）解决方案。
• 高性能集成多星座GNSS接收器和先进的 MEMS 传感器技术可在小型封装中提供直接惯性测量和输出。
• 三轴加速度计、陀螺仪、磁力计、温度传感器和压力高度计实现了测量质量的最佳组合。
• 双板载处理器运行新的自适应扩展卡尔曼滤波器 (EKF) 可实现出色的动态位置、速度和姿态估计。
| （1）同类最佳的性能 | （2）传感器 | （3）操作 | （4）封装 |
• 完全校准、温度补偿和数学上与正交坐标系对⻬以获得高精度输出。 • 高性能、低漂移陀螺仪，噪声密度低和振动校正误差。 • 加速度计噪声低至 20 ug/√Hz。 | • 多星座接收器可跟踪多达 32 颗卫星； • 高性能加速度计： • 25 µg/√Hz（8g 选项）； • 80 µg/√Hz（20g 选项）。 • 超稳定陀螺仪： • 8 dph 运行偏差（-40 至 +85°C）； • 偏移温度滞后 0.05°/s； • 粗略 0.3°/√小时。 • 俯仰-横滚动态精度 ±0.2°。 | • 采样率可调高达 500Hz； • 34状态自适应EKF； • 可独立配置的 IMU、GNSS、EKF 输出； • 前向兼容的 MIP 协议优化带宽； • 用于配置、控制、显示和记录的SensorConnect软件。 | • CNC阳极氧化铝； • 精密对准功能； • 高度紧凑且薄型： • 38.0 毫米 x 24.0 毫米 x 11.1 毫米 • 13.0克 • USB 和 TTL UART 接口（高达 921600 BAUD）； • –40 至 +85 °C 工作温度范围。 |
| （1）无人机导航 | （2）机器人导航 | （3）移动测绘、SLAM 和 PNT |
• 低噪声、低漂移 MEMS 陀螺仪和加速计可在急转弯、强风等情况下提供准确且稳定的 PVA（位置、速度、姿态）输出。 • 卓越的 IMU 性能和 EKF 强大的异常抑制能力有助于在 GNSS 中断或拒绝环境下进行导航。 • 完全校准和温度补偿保证了室外工作温度范围内的稳定性能，即使在波动较大的情况下也是如此。 | • 低噪声、低漂移 MEMS 陀螺仪和加速计可在恶劣地形下提供准确且稳定的 PVA（位置、速度、姿态）输出。 • 自适应卡尔曼滤波器算法提供卓越的动态性能。 • 卓越的 IMU 性能和 EKF 强大的异常抑制能力有助于在 GNSS 中断或拒绝环境下进行导航。 • 完全校准和温度补偿的 IMU 在苛刻的环境中提供稳定的性能。 | • 低噪声、线性且稳定的 MEMS 陀螺仪和加速计可在转弯和颠簸期间实现卓越的航向精度。 • 自适应卡尔曼滤波器算法提供卓越的动态性能。 • 自动自校准和自动异常拒绝使带有磁力计的装置成为可靠且准确的航向参考。 • 完全校准和温度补偿的 IMU 在苛刻的环境中提供稳定的性能。 |
| （1）常规规格 | |||
| 集成传感器： | 三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计、压力高度计、温度传感器和 GNSS 接收器 | ||
| 数据输出： | 惯性测量单元 (IMU) 输出： | 加速度、角速率、磁场、环境压力、Delta-theta、Delta-速度 | |
| 计算输出 | |||
| 扩展卡尔曼滤波器 (EKF)： | 滤波器状态、GNSS 时间戳、LLH 位置、NED 速度、姿态估计（欧拉角、四元数、方向矩阵）、线性和补偿加速度、偏差补偿角速率、压力高度、陀螺仪和加速度计偏差、比例因子和不确定性、重力和磁性模型等。 | ||
| 互补滤波器 (CF)： | 姿态估计（欧拉角、四元数、方向矩阵）稳定、北向和向上矢量、GNSS 相关时间戳 | ||
| 全球定位系统输出 (GPS) | |||
| 全球导航卫星系统输出 (GNSS)： | LLH位置、ECEF位置和速度、NED速度、UTC时间、GNSS时间、SV.GNSS协议接入模式可用。 | ||
| （2）惯性测量单元 (IMU) 传感器输出 | |||
| 加速度计 | 陀螺仪 | 磁力计 | |
| 测量范围： | ±8 g (标准) ±2 g, ±4 g, ±20 g, ±40 g (可选) | 300°/sec (标准) ±75, ±150, ±900 (可选) | ±8 Gauss |
| 非线性： | ±0.02% fs | ±0.02% fs | ±0.3% fs |
| 分辨率： | 0.02 mg (+/- 8 g | <0.003°/sec (300 dps | |
| 偏差不稳定性： | ±0.04 mg | 8°/hr | -- |
| 初始偏置误差： | ±0.002 g | ±0.04°/sec | ±0.003 Gauss |
| 标度系数稳定性： | ±0.03% | ±0.05% | ±0.1% |
| 噪声密度： | 20 µg/√Hz (2 g) | 0.005°/sec/√Hz (300°/sec) | 400 µGauss/√Hz |
| 对准误差： | ±0.05° | ±0.08° | ±0.05° |
| 可调带宽： | 225 Hz | 250 Hz | -- |
| 温度范围内的失调误差： | 0.06% (typ) | 0.04% (typ) | -- |
| 温度增益误差： | 0.03% (typ) | 0.03% (typ) | -- |
| 振动引起的噪声： | -- | 0.072°/s RMS/g RMS | -- |
| (VRE) 振动校正误差： | -- | 0.001°/s/g2 RMS | -- |
| IMU滤波： | 数字 sigma-delta 宽带抗混叠滤波器到数字平均滤波器（用户可调），按物理单位缩放。 | ||
| 采样率： | 1 kHz | 4 kHz | 100 Hz |
| IMU数据输出率： | 1 Hz to 500 Hz（标准模式） 1 Hz to 1000 Hz（传感器直接模式） | ||
| （3）压力高度计 | |||
| 范围： | -1400 m to 10,000 m（1260-260 hPa） | ||
| 相对精度： | 在 800-1000 hPa 范围内 ± 0.1 hPa @ T= 25°C | ||
| 分辨率： | 0.01hPa RMS | 采样率： | 25Hz |
| （4）计算输出 | |||
| 位置精度： | ±2 m RMS 水平，±5 m RMS 垂直（典型值） | ||
| 速度精度： | ±0.1 m/s RMS (typ) | 姿态航向范围： | 所有轴向 360° |
| 姿态准确度： | EKF 输出：±0.25° RMS 横滚和俯仰，±0.8° RMS 航向（典型值） | ||
| CF 输出：±0.5° RMS 横滚、俯仰和航向（静态，典型），±2.0° 横滚、俯仰（动态，典型） | |||
| 姿态分辨率： | < 0.01° | 姿态重复精度： | 0.2°（典型值） |
| 计算更新率： | 500 Hz | ||
| 计算出的数据输出率： | EKF 输出：高达 500 Hz | ||
| CF 输出：高达 500 Hz | |||
| （5）全球导航卫星系统 (GNSS) 输出 | |||
| 接收器类型： | 72 通道 GPS/QZSS L1 C/A、GLONASS L10F、北斗 B1、SBAS L1 C/A:WAAS、EGNOS、MSAS Galileo E1B/C | ||
| GNSS数据输出速率： | 1 Hz to 4 Hz | 加速度极限： | ≤4g |
| 首次修复时间： | 冷启动：27秒，重新捕获：1秒 | 灵敏度 | 跟踪：-164 dBm，冷启动：-147 dBm |
| 热启动：<1秒 | 热启动： - 156 dBm | ||
| 测速精度： | 0.1 m/sec | 航向精度： | 0.5° |
| 水平位置精度： | 全球导航卫星系统：2.5m CEP | 时间脉冲信号精度： | 30 nsec RMS |
| SBAS：2.0m CEP | < 60 nsec 99% | ||
| 海拔限制： | 50,000米 | 速度限制： | 500 m /秒（972节） |
| （6）工作参数 | |||
| 沟通： | USB 2.0（全速）| TTL 串行（3.0 V 直流，9,600 bps 至 921,600 bps，默认 115,200） | ||
| 电源： | + 3.2 to 5.2 V dc | 功耗： | 500 mW (typ) |
| 工作温度： | -40°C to +85°C | 机械冲击极限： | 500g/1ms绝对最大生存能力。* |
| MTBF： | 400,094小时（Telcordia方法，GM/35C） | ||
| （7）物理规格 | |||
| 尺寸： | 38mm x 24mm x 9.7mm | 重量： | 8克 |
| 外壳材质： | 铝 | 法规符合性： | CE、REACH、ROHS |
| （8）集成 | |||
| 连接器： | 数据/电源： | Samtec FTSH 系列 | |
| GNSS天线： | MMCX型 | ||
| 连接套件： | Micro D9 | ||
| 软件： | 包含 SensorConnect 和 MIP Monitor 软件；兼容Windows XP/Vista/7/8/10 | ||
| 数据通信协议（DCP）： | GX3、GX4、RQ1、GQ4、GX5、CX5 和 CV5 产品系列的协议兼容性 | ||
| 软件开发包（SDK）： | MicroStrain 通信库 (MSCL) 开源许可证包括完整的文档和示例代码。 | ||
| * 注意：反复暴露于 > 2 倍满量程可能会导致永久性损坏。 | |||
| 相关图纸 | |
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| 产品图 | 3DM-CX5-GNSS/INS |
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| 尺寸图 | |
