ARM微型化SINS/GNSS组合导航系统设计与实现

"基于ARM的小型化SINS/GNSS组合导航系统设计" 本文主要探讨了一种基于ARM处理器的小型化微型电子机械系统（MEMS）惯性导航系统（SINS）与全球导航卫星系统（GNSS）的组合导航系统设计方案。该系统通过集成低成本的MEMS传感器，实现了对运动载体的高精度定位、定向和姿态测量。 一、系统架构 该导航系统的核心是ARM微处理器，它负责处理来自MEMS陀螺仪和加速度计的模拟量输出。这些传感器的模拟信号经过模数转换器（AD）采样后，输入到ARM处理器中进行惯性导航解算。同时，系统还采用GNSS接收机，提供速度和位置信息，这些数据与惯性导航解算结果进行松组合，以修正导航系统的姿态角。 二、航向角修正 由于航向角的观测性较差，文章提出采用序贯卡尔曼滤波算法来优化航向角的估计。这种滤波方法能有效处理低精度传感器数据，提高导航精度。在实际的跑车实验中，这种修正方法证明了其有效性，俯仰角、横滚角误差控制在0.5°以内，航向角误差则小于0.9°。 三、关键技术 1. 组合导航：SINS与GNSS的组合，结合了惯性导航的连续性和 GNSS 的全球覆盖，提高了导航系统的稳定性和抗干扰能力。 2. MEMS技术：使用小型化的MEMS传感器，降低了系统的体积和成本，适合于小型移动平台的导航需求。 3. ARM处理器：作为核心计算单元，ARM处理器提供了足够的处理能力和低功耗特性，适合嵌入式应用。 4. 卡尔曼滤波：通过对航向角的序贯滤波处理，提高了导航系统的精度和稳定性。 四、应用领域 文中提到的组合导航系统解决方案，对于需要低精度IMU参与导航的场景，如无人驾驶车辆、无人机、物联网设备等，具有较高的实用价值。由于其小型化设计和较低的成本，该系统在民用和军用领域都有广阔的应用前景。 总结来说，这篇文章详细介绍了一种基于ARM处理器的SINS/GNSS组合导航系统的设计与实现，通过巧妙地集成MEMS传感器、GNSS接收机和先进的数据处理算法，提高了导航系统的性能和可靠性，尤其是在航向角修正方面表现突出。这一设计对于推动小型化、低成本的导航系统发展具有重要意义。