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SPANTM技術是為了提高導航的性能而在NovAtel高精度的GNSS基礎上集成iMAR FSAS-EI-SN IMU的一種技術。
GNSS 慣性組合導航的優點
NovAtel的SPAN技術集合了兩種不同的但是又互為補充的技術：GNSS定位技術和慣性導航技術。GNSS定位的絕對精度加上IMU陀螺和加速計測量的穩定性就可以提供一個3D的位置、速度和姿態解算結果。不像單GNSS導航系統，即使在GNSS信號被遮擋的時候，其解算的結果也是穩定連續的。
為什么要使用NovAtel SPAN技術
SPAN技術的基礎是它的緊耦合設計，該項設計在GNSS接收受限的情況下可以提供非凡的性能與出眾的連續性能。緊耦合意味著在GNSS定位無效時仍然可以利用衛星數據。
此外，SPAN技術提供給GNSS更快的信號重捕能力，其結果是有更多可用的GNSS觀測量來輔助慣性解算。該GNSS捕獲的優勢是在衛星數目減少時通過保持高精度的慣性導航以改善RTK的性能。OEMV接收機本身處理所有的GNSS和慣導數據。IMU單獨裝在一個封裝中和GNSS板卡隔開，可以保證模塊化的設計。當前ProPak-V3（RS-422）用戶可以通過購買升級固件的方式讓他們的接收機具有處理INS數據的性能。
通過標準的串口，再使用簡單的命令和數據記錄接口，就可以完成所有的設置和數據的采集工作。一旦完成硬件的安裝，數分鐘內就可以完成系統運行的設置。
iIMAR-FSAS SPAN系統的獨特優勢
FSAS-EI-SN IMU是由德國的ilMAR公司制造，IMU采用了閉環技術，其陀螺偏差小于0.75度/小時和加速計偏差小于1mg。通過NovAtel接收機觸發IMU，以保證所有的IMU測量和GNSS測量時間同步。在商業應用方面，該IMU可以提供2個月的ARO并須符合德國的出口規定。
產品性能：
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SPAN 系統性能１ |
| 定位精度 |
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單點L1
單點L1/L2
WAAS L1
WAAS L1/L2
DGPS
OmniSTAR
ＶＢＳ
ＸＰ
ＨＰ
ＲＴ－２０２
RT-2
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1.8米RMS
1.5米RMS
1.2米RMS
0.9米RMS
0.45米RMS
0.7米
0.15米
0.1米
0.2米
1cm + 1ppm RMS
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| 速度精度 |
0.02 m/s RMS
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| 測姿精度3 |
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俯仰
橫滾
方位角
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0.015o RMS
0.015o RMS
0.041 o RMS |
| 加速度精度 |
0.03 m/s2 RMS |
| 最大速度 |
4 514 m/s |
| 最大高度 |
4 18,288 m |
| 數據刷新率5 |
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IMU 觀測量 200 Hz
INS 位置 200 Hz
INS 速度 200 Hz
INS 姿態 200 Hz |
| IMU 性能 |
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| IMU-FSAS-EI-SN |
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陀螺輸入范圍
陀螺偏速
陀螺偏速比例因子
角隨機游走
加速度計量程
加速度計線性度／比例因子
加速度計偏差
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±500 deg/sec
< 0.75 deg/hr
300 ppm
0.1 deg/√hr
6 ±5g
400 ppm
1.0 mg |
| IMU 物理電氣特性 |
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體積
重量 |
128 x 128 x 104 mm
2.1 kg |
功耗
電源功耗
輸入電壓
輸入／輸出接頭 |
16 W(最大)
＋11 到 34V
MIL-C-38999-lll, 22 針 |
| 環境適應性指標 |
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溫度
工作
存儲
濕度
MTBF (平衡無故障時間)
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-40℃ 到 ＋71℃
-40℃ 到 ＋85℃
95% 無冷凝
35,000 小時
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GPS信號中斷后精度表7
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中斷期 |
定位模式 |
位置誤差 (m) |
速度誤差 (m/s) |
測姿誤差 ( 度 ) |
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水平 |
垂直 |
水平 |
垂直 |
橫滾 |
俯仰 |
航向 |
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10s |
RTK |
0.013 |
0.03 |
0.018 |
0.008 |
0.006 |
0.007 |
0.009 |
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DGPS |
0.30 |
0.28 |
0.026 |
0.006 |
0.007 |
0.009 |
0.024 |
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SP |
1.24 |
1.51 |
0.028 |
0.008 |
0.008 |
0.010 |
0.025 |
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30s |
RTK |
0.83 |
0.16 |
0.055 |
0.008 |
0.009 |
0.010 |
0.017 |
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DGPS |
1.01 |
0.41 |
0.059 |
0.007 |
0.010 |
0.012 |
0.026 |
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SP |
1.60 |
1.55 |
0.062 |
0.010 |
0.010 |
0.016 |
0.028 |
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60s |
RTK |
3.42 |
0.44 |
0.129 |
0.013 |
0.012 |
0.014 |
0.023 |
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DGPS |
3.62 |
0.69 |
0.128 |
0.013 |
0.012 |
0.015 |
0.030 |
|
SP |
3.95 |
1.65 |
0.131 |
0.014 |
0.012 |
0.015 |
0.032 |
SPAN工作原理圖
注解：
1. 典型值。性能指標可能受GPS系統性能、US DOD人為干擾、電離層與對流層狀態、衛星幾何分布、基線長、多路經效應以及自然或非自然干擾源的存在而惡化
2. 靜態收斂后的預期精度
3. 當SPAN工作在RTK 模式下
4. 輸出許可限制：高度18288米，速度514米/秒
5. 如果記錄原始的IMU測量值（200Hz），則要求的最大位置、速度、姿態的記錄數率可為50Hz
6. GNSS 接收機可連續跟蹤高達4g
7. 這些RMS值，計算時參照了GPS RTK模式
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