一、系統概述
高精度慣導系統采用M-PHINS和GPS組合， PHINS使用了0.01deg/h的光纖陀螺并包含了一個卡爾曼濾波器。該卡爾曼濾波器被設計成可將IMU的慣性數據與GPS、聲學定位系統、多普勒測速儀及深度傳感器的信息最優融合。PHINS的航向精度優于0.01度，俯仰橫滾精度0.01度。同時PHINS可作為水下器件，用于水下無人機的定位系統，可潛入水下3000m。海上應用時PHINS提供真航向、姿態數據、并在GPS失鎖時提供定位信息。
北京七維航測于2004年成功為航天某研究所完成一套的集成，系統組成框圖如下：
圖1. 高精度慣導PHINS系統結構框圖
圖2.慣導設備圖M-PHINS
圖3.GPS設備
二、系統性能指標
| 性能指標 |
| 性能指標 |
航向精度 |
0.01° |
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| 滾動精度 |
0.01° |
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| 俯仰精度 |
0.01° |
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| 位置精度 |
2 – 5m(RTK) |
載波相位差分 |
| 0.5 – 3m(DGPS) |
偽距差分 |
| 5 – 15m(GPS) |
單點定位 |
| 位置漂移 |
2m/2min，<1m/100s |
不使用GPS |
| 啟動對準時間 |
如果增加GPS輸入在5分鐘內提供位置信息，如果不增加GPS輸入，需要輸入一個初始化位置信息，在25分鐘內提供位置和姿態信息。 |
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| 工作范圍／環境 |
旋轉速度 |
260°／s |
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| 姿態范圍 |
無限制 |
-180° - +180° |
| 工作／存儲溫度 |
-10℃- +50℃/+80℃ |
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| 物理特性 |
封裝尺寸 |
160x160x160mm |
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| 重量 |
3.8kg |
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| 電源／功耗／電流 |
24V／12W／0.5A（110/240V AC to 24V DC） |
| MTBF |
30,000h |
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| 通信界面 |
協議 |
NMEA0183,ASCII,HEX,BIN |
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| 兼容 |
GPS,DGPS,RTK各種接收機 |
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| 3個數字I/O端口 |
RS232/RS422可選 |
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| 4個模擬I/O |
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| 100Hz 輸出數據 |
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| 輸出 |
經度、緯度、高度、速度Vx、Vy、Vz、航向角、俯仰角、滾動角、其他外部傳感器數據 |
| 輸入 |
可以直接輸入GPS的GGA、ZDA語句 |
| 陀螺指標 |
偏差穩定性 |
0.01deg/h(-40 - +80℃) |
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| 偏差穩定性 |
0.005deg(-10 - +80℃) |
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| 隨機游走 |
0.01deg/sqr(h) |
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| 動態范圍 |
±130deg/sec |
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| 分辨率 |
0.0012arc sec |
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| 比例因子穩定性 |
30ppm(-40 - +80℃) |
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| 帶寬 |
2000Hz |
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| 加速度計指標 |
穩定性（一年以上） |
<500ug |
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| 動態范圍 |
±30g |
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| 比例因子（一年以上） |
<500ppm |
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| 噪聲 |
15ug/sqr(Hz) |
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| 分辨率 |
1ug |
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| 帶寬 |
>300Hz |
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