高精度車輛運動測姿系統

一、系統概述
　　高精度車輛運動測姿系統，是為汽車生產過程中車輛測試提出的系統解決方案，通過雙頻GPS和慣性測量單元測量車輛運動過程中的位置、加速度和角速率值，并將數據記錄在記錄儀中，利用后處理差分和GPS/INS組合解算軟件將差分基站和記錄儀中的數據進行事后數據處理，計算出車輛運動過程的準確位置、俯仰角、橫滾角和航向角。做為車輛測試數據處理和分析依據。

二、系統組成

　　本系統由數據處理中心、差分基站和車載移動站三部分組成。差分基站采集GPS基準數據并存儲，主要由基站GPS、高增益天線、基站數據記錄儀組成。車載移動站用于采集GPS原始數據、加速度、角速率值，并將數據存儲。主要由GPS位置單元、航向測量單元、IMU慣性測量單元、車載數據記錄儀等組成。數據處理中心由數據處理計算機、差分后處理模塊、定向處理模塊、GPS/INS組合解算模塊組成。利用基站數據記錄儀和移動站數據記錄儀的數據進行差分處理，并將GPS數據和慣性測量數據進行融合，精確解算出位置、姿態和航向。

三、工作原理
　　本系統綜合采用GPS 差分定位技術、載波相位測量技術、GPS定向技術和慣性測量技術。為提高測量精度和減少硬件復雜性，數據處理采用后處理方式。系統在GPS高精度定位的基礎上，采用兩個高精度高動態的GPS接收機作為衛星信號傳感器，利用主天線與次天線之間的距離（即基線距離）這一已知量再加上天線所接到的衛星的星歷等信息，通過載波測量技術和快速求解整周模糊度等獨特的算法，精確計算出載體當前的航向角度，而且同時還可輸出俯仰角度、位置、速度及UTC時間等信息。
　　通過車載的GPS位置單元和航向單元采集位置和航向處理的原始數據，再通過IMU慣性測量單元采集加速度和角速率原始數據，并將采集的數據存儲在記錄儀中。差分基站也在同時采集GPS數據，并記錄在記錄儀中。數據處理中心首先使用GPS后處理差分軟件對車載GPS位置和地面基站GPS數據進行差分處理，得到厘米級內的定位結果和CM/S級的速度結果，通過定向處理軟件解算高精度航向，如果車載定向單元使用的兩個GPS天線在4米則定向精度可達到0.05度，然后使用GPS/INS組合解算軟件對GPS定位測速結果和IMU原始數據進行高精度組合，獲得更好精度的位置和姿態。

四、數據處理

a) 實時采集數據：


b) 后處理數據：

五、方案配置