机载应用

本操作手册解释了如何在飞机、直升机或无人机等机载应用中安装和设置椭圆。解释了机械安装以及软件配置和磁校准。

机械安装

机载应用程序假设是3D运动。考虑到以下建议，INS传感器可以位于飞机的任何地方：

• 传感器刚性地固定在飞机框架上：避免可能像机翼一样弯曲的位置
• 传感器与其他设备（天线、激光雷达等）无关。
• 传感器远离强振动源：避免将传感器直接放在发动机支架上。
• 传感器应受到保护，免受高温变化的影响。
• 当相关时（如果使用磁强计），将传感器远离频闪灯、大电流设备、收音机或起落架等移动部件等磁扰动。

笔记

SBG系统IMU旨在无需特别注意即可处理振动。然而，在高度振动的环境中，可能需要机械隔振才能正常运行。硅或电线阻尼器可用于此目的。

飞机参考框架

车辆坐标框架定义如下：

• X轴指向飞机的前部
• Y轴向右。
• Z轴向下。

笔记

传感器可以放置在飞机的任何方向。当IMU轴与飞机坐标框架不完全匹配时，应通过配置界面纠正粗糙和精细对准参数，以重新对齐IMU和飞机坐标框架。

GNSS设置注意事项

当使用GNSS帮助安装INS时，您需要安装GNSS天线，可以清楚地看到天空，并针对IMU进行固定。

GNSS杠杆臂也应被测量，这是在飞机坐标框架中表示的符号距离，从传感器测量中心到GNSS天线。

我们通常要求在1厘米的精度范围内精确地进行这些测量。

笔记

以如此精确的测量杠杆臂通常不切实际，因此SBG系统开发了杠杆臂校准，使您能够测量粗略的杠杆臂估计（10厘米精度），并让工具细化这些测量。

GNSS杠杆臂应低于10米，以尽量减少诱发的误差。

单天线安装

当经历常规动力学并允许收敛航向角度时，可以安装单天线。典型的航向性能在直线上会下降，并在动态阶段会重新收敛。

带有GNSS杠杆臂的单个天线安装如下所示：

双天线安装

如果预计长时间的动态会很低（例如，超过5分钟的直线导航），可能需要双天线。在双天线设置中使用INS时，航向在任何情况下都将保持稳定和精确。标题也可以在静态条件下初始化。

双天线系统的安装需要特别小心，以获得最佳性能：

• 天线必须相对于惯性单元进行固定
• 应该使用相同的天线类型
• 两个天线必须使用相同长度的电缆。如果使用拆分器，请确保它们经过调整并具有相同的特性
• 两个天线必须具有**相同的天空视图。**通常避免在方向舵两侧放置天线或可能遮盖天空重要部分的部分。
• 如果天线模型没有集成接地平面，则必须为两个天线添加直径10厘米的接地平面。
• 如果天线没有永久安装在飞机上，则应以可重复的方式安装天线参考标记（通常是连接器位置），以保证天线从安装到安装的相位中心稳定性，并最大限度地减少航向错位角度的变化。

应相应地测量GNSS天线的杠杆臂。

软件配置

所有配置都是通过Web界面完成的。通用IMU配置 (opens new window)手册详细介绍了如何配置您的INS，特别是杠杆臂配置。请务必先检查一下。

我们将在下面看到与将您的INS用于机载应用相关的具体用例。

运动配置文件选择

有几个机载运动配置文件可用于调整卡尔曼滤波器设置，专门针对您的应用：

• 适用于任何固定翼任务的飞机，只需向前移动
• 无人机用于具有横向运动的短途任务，速度低但动态高
• 用于其他横向移动的机载任务的直升机

援助配置

配置INS的对齐和杠杆臂后，您应该配置您将使用的帮助：

• 如果您想启用GNSS帮助，外部GNSS集成页面详细说明了如何启用和配置内部或外部的GNSS接收器。
• 如果您想使用磁强计进行标题，机载应用的磁校准页面详细说明了如何在机载应用上执行强制性校准过程。

空气数据输入

如果您想使用Airdata辅助，请联系我们的支持团队

操作和标题注意事项

开机时，该单元能够提供滚动和俯仰角。一旦GNSS有正确的修复程序，完整的导航数据就可用，并且系统可以初始化航向角度。

双天线系统

在双天线GNSS设置的情况下，可以在静态中执行标题初始化。单元应以清晰的天空视图开始，以防止GNSS真实标题的错误初始化。

只要有良好的全球导航卫星系统信号，该系统将保持准确的航向。

单天线系统

机载运动剖面图可以在单个天线中运行。然后，在动态机动期间，标题保持准确，并可能在低动态或直线中漂移。

一段时间后（对于更高的IMU等级来说，这可能更高），可能需要一些动态机动来重新收敛到最佳性能。

为了初始化标题，不同的机载运动剖面将表现略有不同。有关标题对齐方法的完整详细信息可以在这里找到。

飞机运动轮廓标题初始化

飞机运动轮廓使用传统的运动学对齐：当飞机以高于10公里/小时的速度移动时，航向将初始化。

无人机和直升机运动剖面图标题初始化

直升机或无人机运动轮廓使用自由运动对齐，当观察到水平加速度时，航向被初始化。进行一些转弯、加速或制动将允许适当的航向初始化。

热身（对齐）

在开始热身阶段之前，请确保标题已初始化（如上所述）。

一旦系统以“全导航模式”运行，预热阶段就可以开始。在这个阶段，内部卡尔曼滤波器估计内部传感器错误，以优化导航性能。该系统在此之前已运行，具有一致的质量指标，但在全球导航卫星系统停电等具有挑战性的条件下，性能可能不是最佳的。根据条件，对齐阶段通常持续2到15分钟。

一些参数将直接影响对齐阶段的持续时间：

• RTK或等效的GNSS解决方案可能会大大减少对齐解决方案所需的时间。
• 涉及加速和转弯的动态机动也是加快对齐过程的理想选择。

没有强制执行的模式，传感器只需要尽可能多的动态（方向和加速度）。应该避免长直线。大多数时候，几个“八”数字就足够了。典型的对齐模式显示在下一张图片中：

(opens new window)

您可以在状态检查面板中通过几个简单的指标查看导航解决方案的当前状态。

如果对齐状态指示“对齐”，则表示对齐阶段已完成，您将能够受益于解决方案的最大准确性。

没有预热阶段的使用

如果您的用例无法执行预热阶段，则在GNSS中断期间，INS仍然可用，但精度较低。

在开始调查之前，不要忘记确保不同的质量状态（态度/头位/速度/位置）已切换到绿色。

一旦这些状态标志变成绿色，你就可以开始你的任务了！