(window.webpackJsonp=window.webpackJsonp||[]).push([[261],{531:function(t,_,a){"use strict";a.r(_);var s=a(10),r=Object(s.a)({},(function(){var t=this,_=t._self._c;return _("ContentSlotsDistributor",{attrs:{"slot-key":t.$parent.slotKey}},[_("h1",{attrs:{id:"_5-基础知识"}},[_("a",{staticClass:"header-anchor",attrs:{href:"#_5-基础知识"}},[t._v("#")]),t._v(" 5 基础知识")]),t._v(" "),_("p",[t._v("本章是一个学习参考文献，方便您了解使用 FDISYSTEMS 产品的必要知识。它用简单的术语解释了这些概念，这样不熟悉该技术的人就可以理解它。")]),t._v(" "),_("h2",{attrs:{id:"_5-1-gnss"}},[_("a",{staticClass:"header-anchor",attrs:{href:"#_5-1-gnss"}},[t._v("#")]),t._v(" 5.1 GNSS")]),t._v(" "),_("p",[t._v("GNSS 代表全球导航卫星系统。GNSS 包含空间中的一些广播导航信号的卫星，这些导航信号可以由地球上的 GNSS 接收机接收到，以确定该接收机的位置和速度。很长一段时间以来，唯一可运行的GNSS 是美国的 GPS。然而，俄罗斯的 GLONASS 现在已经完全运行，具有类似于GPS的性能。中国的 BeiDou 已经投入使用，欧盟的 GALILEO 将在十年内投入使用。")]),t._v(" "),_("p",[t._v("GNSS 非常适合于导航用途，并提供了相当准确的位置（2.5米）和速度（0.05米/秒）。GNSS 的主要缺点是，接收器必须有来自至少4颗卫星的清晰信号才能正常工作。GNSS 卫星信号非常微弱，很难穿透建筑物和其他阻挡天空视线的物体。GNSS 偶尔也会因为上层大气中的干扰而信号中断。")]),t._v(" "),_("h2",{attrs:{id:"_5-2ins"}},[_("a",{staticClass:"header-anchor",attrs:{href:"#_5-2ins"}},[t._v("#")]),t._v(" 5.2\tINS")]),t._v(" "),_("p",[t._v("INS 代表惯性导航系统。惯性导航系统可以提供类似于GNSS的位置和速度，但有一些很大的差异。惯性导航的原理是利用加速度计测量加速度。然后将这个加速度积分得到速度。然后，将速度积分得到位置；同时陀螺仪积分得到姿态角，通过姿态角将前面得到的速度和位置转换到指定的坐标系下。由于测量中的噪声和通过积分对噪声的混合，惯性导航的误差随着时间的推移呈指数级增长。惯性导航系统在短时间内的相对误差较低，但在长时间后，误差会显著增加。")]),t._v(" "),_("h2",{attrs:{id:"_5-3gnss-ins"}},[_("a",{staticClass:"header-anchor",attrs:{href:"#_5-3gnss-ins"}},[t._v("#")]),t._v(" 5.3\tGNSS/INS")]),t._v(" "),_("p",[t._v("通过将 GNSS 和 INS 结合在一起，可以利用 GNSS 无累计误差和 INS 短期精度高的特点。这提供了一个整体增强的位置和速度的解决方案，可以在 GNSS 信号不好的环境中获得较为精确的定位结果。")]),t._v(" "),_("h2",{attrs:{id:"_5-4ahrs"}},[_("a",{staticClass:"header-anchor",attrs:{href:"#_5-4ahrs"}},[t._v("#")]),t._v(" 5.4\tAHRS")]),t._v(" "),_("p",[t._v("AHRS 代表姿态航向参考系统。一个AHRS使用加速度计、陀螺仪和磁力计结合在一个数学算法中来提供方向但不提供速度和位置。方向由横滚角（Roll）、俯仰角（Pitch）和偏航角（Yaw）组成。")]),t._v(" "),_("h2",{attrs:{id:"_5-5模组坐标系方向"}},[_("a",{staticClass:"header-anchor",attrs:{href:"#_5-5模组坐标系方向"}},[t._v("#")]),t._v(" 5.5\t模组坐标系方向")]),t._v(" "),_("p",[t._v("惯性传感器有3个不同的轴：X、Y 和 Z，它们决定了角速度和加速度的方向。在安装过程中正确对齐轴非常重要，否则系统将无法正常工作。这些轴被标记在设备的顶部，如图下图1所示，X轴指向连接器的方向，Z轴向下穿过单元的底部，Y轴指向右侧。")]),t._v(" "),_("p",[_("img",{attrs:{src:"/ch5/01-DETA%E7%B3%BB%E5%88%97%E5%9D%90%E6%A0%87%E7%B3%BB%E6%96%B9%E5%90%91.jpg",alt:""}})]),t._v(" "),_("center",[t._v("图 1: DETA100系列坐标系方向")]),t._v(" "),_("p",[_("img",{attrs:{src:"/ch5/02-%E5%8F%B3%E6%89%8B%E7%AC%AC%E4%B8%80%E5%AE%9A%E5%88%99.jpg",alt:""}})]),t._v(" "),_("center",[t._v("图 2: 右手第一定则")]),t._v(" "),_("p",[t._v("安装在实际应用中时（如车载），X轴应对齐，使其向前，Z轴对齐，以便在水平时向下。记住传感器轴的一个好方法是右手第一定则，它在图2中可见。你握住右手，伸出拇指、食指和中指位置。然后，拇指表示X轴，食指表示Y轴，中指表示Z轴。")]),t._v(" "),_("h2",{attrs:{id:"_5-6横滚、俯仰和偏航"}},[_("a",{staticClass:"header-anchor",attrs:{href:"#_5-6横滚、俯仰和偏航"}},[t._v("#")]),t._v(" 5.6\t横滚、俯仰和偏航")]),t._v(" "),_("p",[t._v("方向可以用绕三轴旋转的角度：横滚、俯仰和偏航来描述，这些都被称为欧拉角。横滚、俯仰和偏航的旋转轴如图1所示。")]),t._v(" "),_("p",[t._v("横滚是围绕X轴的角度，当模组完全水平时为零，取值范围为[-Pi,Pi]。俯仰是围绕Y轴的角度，当模组完全水平时为零，取值范围为[-Pi/2,Pi/2]。偏航是围绕Z轴的角度，当X轴指向真北时为零，取值范围为[0,2Pi]。")]),t._v(" "),_("h3",{attrs:{id:"_5-6-1右手第二定则"}},[_("a",{staticClass:"header-anchor",attrs:{href:"#_5-6-1右手第二定则"}},[t._v("#")]),t._v(" 5.6.1\t右手第二定则")]),t._v(" "),_("p",[t._v("这两个右手规则通常是记忆传感器轴和正旋转方向的最佳方法。右手第一定则给出了正轴方向，并在第5.5节中进行了描述。图 3中所示的右手第二定则提供了正旋转的方向。要使用它，请将拇指指向该轴的正方向，然后手指卷曲的方向表示该轴的正旋转方向。")]),t._v(" "),_("p",[_("img",{attrs:{src:"/ch5/03-%E5%8F%B3%E6%89%8B%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E5%AE%9A%E5%88%99.jpg",alt:""}})]),t._v(" "),_("center",[t._v("图 3: 右手第二定则")]),t._v(" "),_("h3",{attrs:{id:"_5-6-2旋转顺序"}},[_("a",{staticClass:"header-anchor",attrs:{href:"#_5-6-2旋转顺序"}},[t._v("#")]),t._v(" 5.6.2\t旋转顺序")]),t._v(" "),_("p",[t._v("当将多个轴旋转时，要得到最终方向，三个旋转必须先按顺序进行，首先是偏航，然后俯仰，最后是横滚。要推导出最终方向，应首先考虑模组水平放置的情况，X轴指向北，Z轴指向向下。首先应用偏航，然后应用俯仰，最后应用横滚，给出最终的方向。这对一些人来说很难理解，通常最好是用手旋转 DETA100系列 模组，同时在电脑上使用上位机软件实时观察方向。")]),t._v(" "),_("h2",{attrs:{id:"_5-7-大地坐标系"}},[_("a",{staticClass:"header-anchor",attrs:{href:"#_5-7-大地坐标系"}},[t._v("#")]),t._v(" 5.7 大地坐标系")]),t._v(" "),_("p",[t._v("大地坐标系是描述地球上绝对位置最主流的方式。它由纬度和经度以及相对于椭球体的高度组成。纬度是指定地球表面上某个点的南北位置的角度。经度是指定地球表面某个点的东西位置的角度。零纬度线是赤道，零经度线是本初子午线。图 4 显示了如何使用纬度和经度角来描述地球表面的位置。")]),t._v(" "),_("p",[_("img",{attrs:{src:"/ch5/04-%E7%BB%8F%E7%BA%AC%E5%BA%A6%E8%A1%A8%E7%A4%BA%E5%9C%B0%E7%90%83%E4%BD%8D%E7%BD%AE.jpg",alt:""}})]),t._v(" "),_("center",[t._v("图 4: 使用经度和纬度来表示地球上的位置")]),t._v(" "),_("p",[t._v("下面的图 5 显示了世界地图上的纬度和经度表示。")]),t._v(" "),_("p",[_("img",{attrs:{src:"/ch5/05-%E4%B8%96%E7%95%8C%E5%9C%B0%E5%9B%BE.png",alt:""}})]),t._v(" "),_("center",[t._v("图 5: 显示纬度和经度的世界地图")]),t._v(" "),_("p",[t._v("纬度给出了地球表面的二维点。这些与高度结合，给出在地球上的三维位置。")]),t._v(" "),_("p",[t._v("高度是 WGS84 参考椭球体以上的高度。WGS84 参考椭球体是一个用来近似整个地球海平面的模型。因此，该高度是相对于海平面的。由于 WGS84 模型的近似性质，WGS84 的高度将与实际海平面并不相同。例如，在澳大利亚，WGS84 在海平面的某些地方的高度是9米。")]),t._v(" "),_("h2",{attrs:{id:"_5-8-ned坐标系"}},[_("a",{staticClass:"header-anchor",attrs:{href:"#_5-8-ned坐标系"}},[t._v("#")]),t._v(" 5.8 NED坐标系")]),t._v(" "),_("p",[t._v("NED（北东地）坐标系用来表示速度和相对位置。坐标系的原点可以视为当前位置。从原点开始，北轴指向地理北，并与那里的纬度线平行。东轴指向垂直于北轴，平行于过该点的经线。地轴直接向下指向地球的中心。关于 NED 坐标系的图形表示，请参见图 6。")]),t._v(" "),_("p",[_("img",{attrs:{src:"/ch5/06-%E5%9D%90%E6%A0%87%E7%B3%BB%E8%A1%A8%E7%A4%BA.jpg",alt:""}})]),t._v(" "),_("center",[t._v("图 6: 大地坐标系、NED坐标系和 ECEF坐标系的表示 ")]),t._v(" "),_("h2",{attrs:{id:"_5-9ecef-坐标系"}},[_("a",{staticClass:"header-anchor",attrs:{href:"#_5-9ecef-坐标系"}},[t._v("#")]),t._v(" 5.9\tECEF 坐标系")]),t._v(" "),_("p",[t._v("ECEF（地心地固定）坐标系是一个笛卡尔坐标系，用于表示地球上的绝对位置。它的原点是在地球的中心。ECEF 是大地坐标系的一种替代方案。它由图 6中图形显示的三个轴X、Y和Z表示。可以从上位机配置中选择输出 ECEF 位置数据包，而上位机数据实时显示界面以大地坐标系作为默认值。")])],1)}),[],!1,null,null,null);_.default=r.exports}}]);