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HBK 3DM-CX5-GNSS/INS 高性能 GNSS 導(dǎo)航傳感器
詳情說明

      美國 HBK（原Lord）MicroStrain 3DM-CX5-GNSS/INS （3DM-CX5-45）高性能 GNSS 導(dǎo)航傳感器，采用一體化導(dǎo)航解決方案采用高性能集成多星座 GNSS 接收器，利用 GPS、GLONASS、北斗和伽利略衛(wèi)星星座。3DM-CX5-GNSS/INS 傳感器測(cè)量經(jīng)過完全校準(zhǔn)、溫度補(bǔ)償，并在數(shù)學(xué)上與正交坐標(biāo)系對(duì)齊，以獲得極其精確的輸出。高度線性的傳感器性能和自適應(yīng)估計(jì)濾波器算法可在現(xiàn)實(shí)世界的動(dòng)態(tài)條件下產(chǎn)生非常準(zhǔn)確的計(jì)算輸出。


      MicroStrain  Sensing  3DM?CX5  系列高性能工業(yè)級(jí)板級(jí)慣性傳感器提供廣泛的三軸慣性測(cè)量、計(jì)算姿態(tài)和導(dǎo)航解決方案。CX 產(chǎn)品線具有 GX 系列的所有相同功能，采用專為批量生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)高效的系統(tǒng)集成商友好型封裝。


      補(bǔ)償選項(xiàng)包括磁異常、陀螺儀和加速度計(jì)噪聲以及噪聲影響的自動(dòng)補(bǔ)償。計(jì)算輸出包括俯仰、橫滾、偏航、航向、位置、速度和  GNSS  輸出，使其成為完整的  GNSS/INS（GNSS  輔助慣性導(dǎo)航系統(tǒng)）解決方案。


      一、3DM-CX5-GNSS/INS  GNSS 導(dǎo)航傳感器的產(chǎn)品亮點(diǎn)

         ? 高性能集成多星座GNSS接收器和先進(jìn)的  MEMS  傳感器技術(shù)可在小型封裝中提供直接慣性測(cè)量和輸出。

         ? 三軸加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)、溫度傳感器和壓力高度計(jì)實(shí)現(xiàn)了測(cè)量質(zhì)量的最佳組合。

         ? 雙板載處理器運(yùn)行新的自適應(yīng)擴(kuò)展卡爾曼濾波器  (EKF)  可實(shí)現(xiàn)出色的動(dòng)態(tài)位置、速度和姿態(tài)估計(jì)。


      二、3DM-CX5-GNSS/INS  GNSS 導(dǎo)航傳感器的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)

（1）同類最佳的性能（2）傳感器（3）操作（4）封裝

? 完全校準(zhǔn)、溫度補(bǔ)償和數(shù)學(xué)上與正交坐標(biāo)系對(duì)?以獲得高精度輸出。

? 高性能、低漂移陀螺儀，噪聲密度低和振動(dòng)校正誤差。

? 加速度計(jì)噪聲低至  20  ug/√Hz。

? 多星座接收器可跟蹤多達(dá) 32 顆衛(wèi)星；

? 高性能加速度計(jì)：

         ? 25 μg/√Hz（8g 選項(xiàng)）；

         ? 80 μg/√Hz（20g 選項(xiàng)）。

? 超穩(wěn)定陀螺儀：

         ? 8 dph 運(yùn)行偏差（-40 至 +85°C）；

         ? 偏移溫度滯后 0.05°/s；

         ? 粗略 0.3°/√小時(shí)。

? 俯仰-橫滾動(dòng)態(tài)精度 ±0.2°。

? 采樣率可調(diào)高達(dá) 500Hz；

? 34狀態(tài)自適應(yīng)EKF；

? 可獨(dú)立配置的 IMU、GNSS、EKF 輸出；

? 前向兼容的 MIP 協(xié)議優(yōu)化帶寬；

? 用于配置、控制、顯示和記錄的SensorConnect軟件。

? CNC陽極氧化鋁；

? 精密對(duì)準(zhǔn)功能；

? 高度緊湊且薄型：

         ? 38.0 毫米 x 24.0 毫米 x 11.1 毫米

         ? 13.0克

? USB 和 TTL UART 接口（高達(dá) 921600 BAUD）；

? –40 至 +85 °C 工作溫度范圍。


      三、3DM-CX5-GNSS/INS  GNSS 導(dǎo)航傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域

（1）無人機(jī)導(dǎo)航（2）機(jī)器人導(dǎo)航（3）移動(dòng)測(cè)繪、SLAM 和 PNT

? 低噪聲、低漂移 MEMS 陀螺儀和加速計(jì)可在急轉(zhuǎn)彎、強(qiáng)風(fēng)等情況下提供準(zhǔn)確且穩(wěn)定的 PVA（位置、速度、姿態(tài)）輸出。

? 卓越的 IMU 性能和 EKF 強(qiáng)大的異常抑制能力有助于在 GNSS 中斷或拒絕環(huán)境下進(jìn)行導(dǎo)航。

? 完全校準(zhǔn)和溫度補(bǔ)償保證了室外工作溫度范圍內(nèi)的穩(wěn)定性能，即使在波動(dòng)較大的情況下也是如此。

? 低噪聲、低漂移 MEMS 陀螺儀和加速計(jì)可在惡劣地形下提供準(zhǔn)確且穩(wěn)定的 PVA（位置、速度、姿態(tài)）輸出。

? 自適應(yīng)卡爾曼濾波器算法提供卓越的動(dòng)態(tài)性能。

? 卓越的 IMU 性能和 EKF 強(qiáng)大的異常抑制能力有助于在 GNSS 中斷或拒絕環(huán)境下進(jìn)行導(dǎo)航。

? 完全校準(zhǔn)和溫度補(bǔ)償?shù)?IMU 在苛刻的環(huán)境中提供穩(wěn)定的性能。

? 低噪聲、線性且穩(wěn)定的 MEMS 陀螺儀和加速計(jì)可在轉(zhuǎn)彎和顛簸期間實(shí)現(xiàn)卓越的航向精度。

? 自適應(yīng)卡爾曼濾波器算法提供卓越的動(dòng)態(tài)性能。

? 自動(dòng)自校準(zhǔn)和自動(dòng)異常拒絕使帶有磁力計(jì)的裝置成為可靠且準(zhǔn)確的航向參考。

? 完全校準(zhǔn)和溫度補(bǔ)償?shù)?IMU 在苛刻的環(huán)境中提供穩(wěn)定的性能。


      四、3DM-CX5-GNSS/INS  GNSS 導(dǎo)航傳感器的技術(shù)規(guī)格

（1）常規(guī)規(guī)格
集成傳感器：三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀、三軸磁力計(jì)、壓力高度計(jì)、溫度傳感器和 GNSS 接收器
數(shù)據(jù)輸出：慣性測(cè)量單元 (IMU) 輸出：加速度、角速率、磁場(chǎng)、環(huán)境壓力、Delta-theta、Delta-速度
計(jì)算輸出

擴(kuò)展卡爾曼濾波器 (EKF)：濾波器狀態(tài)、GNSS 時(shí)間戳、LLH 位置、NED 速度、姿態(tài)估計(jì)（歐拉角、四元數(shù)、方向矩陣）、線性和補(bǔ)償加速度、偏差補(bǔ)償角速率、壓力高度、陀螺儀和加速度計(jì)偏差、比例因子和不確定性、重力和磁性模型等。
互補(bǔ)濾波器 (CF)：姿態(tài)估計(jì)（歐拉角、四元數(shù)、方向矩陣）穩(wěn)定、北向和向上矢量、GNSS 相關(guān)時(shí)間戳
全球定位系統(tǒng)輸出 (GPS)

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)輸出 (GNSS)：LLH位置、ECEF位置和速度、NED速度、UTC時(shí)間、GNSS時(shí)間、SV.GNSS協(xié)議接入模式可用。


（2）慣性測(cè)量單元 (IMU) 傳感器輸出

加速度計(jì)陀螺儀磁力計(jì)
測(cè)量范圍：

±8 g (標(biāo)準(zhǔn)) 

±2 g, ±4 g, ±20 g, ±40 g (可選)

300°/sec (標(biāo)準(zhǔn)) 

±75, ±150, ±900 (可選)

±8 Gauss
非線性：±0.02% fs±0.02% fs±0.3% fs
分辨率：0.02 mg (+/- 8 g<0.003°/sec (300 dps
偏差不穩(wěn)定性：±0.04 mg8°/hr--
初始偏置誤差：±0.002 g±0.04°/sec±0.003 Gauss
標(biāo)度系數(shù)穩(wěn)定性：±0.03%±0.05%±0.1%
噪聲密度：20 μg/√Hz (2 g)0.005°/sec/√Hz (300°/sec)400 μGauss/√Hz
對(duì)準(zhǔn)誤差：±0.05°±0.08°±0.05°
可調(diào)帶寬：225 Hz250 Hz--
溫度范圍內(nèi)的失調(diào)誤差：0.06% (typ)0.04% (typ)--
溫度增益誤差：0.03% (typ)0.03% (typ) --
振動(dòng)引起的噪聲：-- 0.072°/s RMS/g RMS--
(VRE) 振動(dòng)校正誤差：-- 0.001°/s/g2 RMS--
IMU濾波：數(shù)字 sigma-delta 寬帶抗混疊濾波器到數(shù)字平均濾波器（用戶可調(diào)），按物理單位縮放。
采樣率：1 kHz 4 kHz100 Hz
IMU數(shù)據(jù)輸出率：1 Hz to 500 Hz（標(biāo)準(zhǔn)模式）

1 Hz to 1000 Hz（傳感器直接模式）


（3）壓力高度計(jì)
范圍：-1400 m to 10,000 m（1260-260 hPa）
相對(duì)精度：在 800-1000 hPa 范圍內(nèi) ± 0.1 hPa @ T= 25°C
分辨率：0.01hPa RMS采樣率：25Hz


（4）計(jì)算輸出
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)姿態(tài)航向范圍：所有軸向 360°
姿態(tài)準(zhǔn)確度：EKF 輸出：±0.25° RMS 橫滾和俯仰，±0.8° RMS 航向（典型值）
 CF 輸出：±0.5° RMS 橫滾、俯仰和航向（靜態(tài)，典型），±2.0° 橫滾、俯仰（動(dòng)態(tài)，典型）
姿態(tài)分辨率：< 0.01°姿態(tài)重復(fù)精度：0.2°（典型值）
計(jì)算更新率：500 Hz

計(jì)算出的數(shù)據(jù)輸出率： EKF 輸出：高達(dá) 500 Hz
CF 輸出：高達(dá) 500 Hz


（5）全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) (GNSS) 輸出
接收器類型：72 通道 GPS/QZSS L1 C/A、GLONASS L10F、北斗 B1、SBAS L1 C/A:WAAS、EGNOS、MSAS Galileo E1B/C
GNSS數(shù)據(jù)輸出速率：1 Hz to 4 Hz加速度極限：≤4g
首次修復(fù)時(shí)間：冷啟動(dòng)：27秒，重新捕獲：1秒靈敏度跟蹤：-164 dBm，冷啟動(dòng)：-147 dBm
熱啟動(dòng)：<1秒熱啟動(dòng)： - 156 dBm
測(cè)速精度：0.1 m/sec航向精度：0.5°
水平位置精度：全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)：2.5m CEP時(shí)間脈沖信號(hào)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節(jié)）


（6）工作參數(shù)
溝通：USB 2.0（全速）| TTL 串行（3.0 V 直流，9,600 bps 至 921,600 bps，默認(rèn) 115,200）
電源：+ 3.2 to 5.2 V dc功耗：500 mW (typ)
工作溫度：-40°C to +85°C機(jī)械沖擊極限：500g/1ms絕對(duì)最大生存能力。*
MTBF：400,094小時(shí)（Telcordia方法，GM/35C）


（7）物理規(guī)格
尺寸：38mm x 24mm x 9.7mm重量：8克
外殼材質(zhì)：鋁法規(guī)符合性：CE、REACH、ROHS


（8）集成
連接器：數(shù)據(jù)/電源：Samtec FTSH 系列
GNSS天線：MMCX型
連接套件：Micro D9
軟件：包含 SensorConnect 和 MIP Monitor 軟件；兼容Windows XP/Vista/7/8/10
數(shù)據(jù)通信協(xié)議（DCP）：GX3、GX4、RQ1、GQ4、GX5、CX5 和 CV5 產(chǎn)品系列的協(xié)議兼容性
軟件開發(fā)包（SDK）：MicroStrain 通信庫 (MSCL) 開源許可證包括完整的文檔和示例代碼。
* 注意：反復(fù)暴露于 > 2 倍滿量程可能會(huì)導(dǎo)致永久性損壞。


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產(chǎn)品圖3DM-CX5-GNSS/INS
3DM-CX5-GNSS/INS 傳感器的尺寸圖
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