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在MEMS組合導航領域,法國SBG公司的ELLIPSE-N與荷蘭XSENS公司的MTI-710是兩款市場認可度比較高的優秀產品,兩款各有特點,不分伯仲。
此類輕型MEMS組合導航,包含了一個基於MEMS 的慣性測量單元,慣性測量單元中集成了三個陀螺儀、三個加速度計、和一個三軸磁力計。慣導信號通過多項誤差修正及標定,標準的慣導信號通過增強型的擴展卡爾曼濾波器,將慣性數據和GNSS信號、里程計、以及DGPS 信息等進行融合,在最具挑戰的環境中,可以提供非常優越的姿態和導航信息。
該類MEMS組合導航典型特點是:體積小、重量輕、低成本,慣導信號經過專業的補償校準,原始信息準確可靠。組合導航算法成熟、穩定,經歷過多場景、複雜應用模式的反復驗證,始終可提供穩定可靠的航向、姿態信息。
法國SBG的ELLIPSE-N與荷蘭XSENSMTI-710組合導航在國內小型軍用無人機、軍用靶機,高端工業無人機上均用非常廣泛的應用。據悉該類MEMS組合導航2017年在國內的銷售數量超過6000只/套(據不完全統計)。太空9院某款無人機,中船715所拖曳電纜,國家海洋局移動浮標等項目都在大量使用。總參60所也是SBG公司的大用戶,後來據說產品上集成的磁傳感器在直升機的環境下被磁化干擾很大,對航向有較大的影響,用戶希望能屏蔽該信號,通過外接的方式注入磁信號。聽說廠家也沒提供很有效的支持,該用戶正在尋求其他解決方案。
由於該類產品特殊的國外背景,加之核心算法不透明、不開放,通訊協議無法定制修改、特殊應用無法定制開發等特點。該類國外產品的大範圍使用也為相關應用埋下的不少隱患。重要、核心部件的國產化一直國防軍工項目的基本要求。靶機發射時的大過載,該類產品也一直不能很好的解決(曾多次出現過靶機墜機事件)。較高的成本也一直影響著工業無人機用戶的積極性。
因項目國產化需要,目前對西安一家公司生產的一款型號為: 「基礎性組合導航 PA-GS01型」的產品,進行項目應用評測。該型號產品基於MEMS慣導平台、兼容GPS/BD雙模。磁場誤差修正模型、磁航向的球形補償模型,基於擴展卡爾曼濾波器的組合導航算法是該公司核心技術。產品提供組合導航、AHRS、垂直陀螺等多工作模式。該型號產品在車載、機載等多個複雜環境應用模式下被證實是穩定可靠的。
評測分為地面測試和搭載飛行測試兩個環節。
參與比測的產品:
MTI-710(荷蘭XSENS)VS 基礎性組合導航 PA-GS01(國產)
其中紅色曲線是國產的PA-GS01,藍色曲線是MTI-710
實驗一:地面測試
路面環境:一、二級路面
載體:越野車改裝
實驗安裝圖
搭載飛行實驗:某款油動固定翼無人機
起飛方式:彈射起飛
應用場景
其中紅色曲線是國產的PA-GS01MEMS組合導航,藍色曲線是MTI-710 MEMS組合導航
飛行實驗1–Att(Pitch/Roll/Head)
飛行實驗2 — Vel_E/N/U