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HBK 3DM-GX5-GNSS/INS 高性能 GNSS 導(dǎo)航傳感器
詳情說明

      美國(guó) HBK（原Lord）MicroStrain 3DM-GX5-GNSS/INS （3DM-GX5-25）高性能 GNSS 導(dǎo)航傳感器（通用封裝）， 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-GX5-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，以實(shí)現(xiàn)高精度輸出。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)生高精度的計(jì)算輸出。


      3DM-GX5-GNSS/INS 自動(dòng)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。計(jì)算輸出包括俯仰、橫滾、偏航、航向、位置、速度和  GNSS，使其成為完整的  GNSS/INS（GNSS  輔助慣性導(dǎo)航系統(tǒng)）解決方案。微機(jī)電系統(tǒng)  (MEMS)  技術(shù)提供高精度、小型、輕量的設(shè)備。


      一、3DM-GX5-GNSS/INS 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)量以及計(jì)算位置、速度和姿態(tài)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-GX5-GNSS/INS 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)齊以獲得高精度輸出。

? 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：

         ? 44.2 毫米 x 36.6 毫米 x 11 毫米；

         ? 20克。

? USB 和 RS-232 接口。

? –40 至 +85 °C 工作溫度范圍。


      三、3DM-GX5-GNSS/INS 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-GX5-GNSS/INS 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-velocity
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、比例因素和不確定性、重力和磁力模型等等。
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?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。 提供GNSS協(xié)議接入方式。


（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
比例因子穩(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°
帶寬：225 Hz 250 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-- 
振動(dòng)校正誤差(VRE)：-- 0.001°/s/g2RMS -- 
IMU濾波：以 1kHz 和 4kHz 采樣的數(shù)字 Σ-Δ ADC。 4kHz 數(shù)據(jù)平均為 1kHz 標(biāo)稱采樣率。 以 1kHz 縮放為物理單位。 用戶可調(diào) IIR 濾波器可用于 1kHz 數(shù)據(jù)。 在 1kHz 下計(jì)算圓錐和雙槳積分。
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)
海拔范圍：1260-260 mB (hPa) (-500 至 10,000m)相對(duì)精度：±0.1 hPa, 800-1000 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（typ）
速度精度：±0.1 m/s RMS (typ)姿態(tài)航向范圍：各軸360°
姿態(tài)準(zhǔn)確度：EKF 輸出：±0.25° RMS 橫滾和俯仰，±0.8° RMS 航向
（typ）CF 輸出：±0.5° 橫滾、俯仰和航向（靜態(tài)，typ），±2.0° 橫滾、俯仰和航向（動(dòng)態(tài)，典型）
姿態(tài)分辨率：< 0.01°姿態(tài)重復(fù)精度：0.2°（typ）
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：1Hz至4Hz測(cè)速精度：0.1 m/sec
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
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%
航向精度：0.5°加速度極限：≤4g
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）
RS232（9,600 bps 至 921,600 bps，默認(rèn) 115,200）
電源：+4至+36V DC工作溫度：-40°C 至 +85°C
功耗：700 mW（典型）、800 mW（最大）
機(jī)械沖擊極限：500g/1ms絕對(duì)最大生存能力。*
MTBF：396,193小時(shí)（Telcordia方法，GM/35C）


（7）物理規(guī)格
尺寸：44.2mm x 36.6mm x 11.1mm重量：20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：Micro-D9。

GNSS天線：MMCX型

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。
*長(zhǎng)時(shí)間暴露在 >2 倍滿量程范圍內(nèi)可能會(huì)導(dǎo)致永久性損壞。 


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產(chǎn)品圖3DM-GX5-GNSSINS
3DM-GX5-GNSSINS 傳感器的尺寸圖
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