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InertialExplorer8.30简明操作说明1．InertialExplorer综述Waypoint产品系列中的InertialExplorer（GPS-IMU）后处理软件适用于集成与GPS后处理器（如GrafNav）相结合的GPS信息和6自由度的IMU传感器。InertialExplorer利用捷联式加速计（Δν）和角速度（Δθ）信息，可从多个类型的IMU中产生高速率的坐标和姿态信息。InertialExplorer提供了GPS和INS数据的松耦合以及紧耦合两种解算方法。重要的一点是以GPS时间标记为基准，分别采集和处理原始IMU的测量值（Δν和Δθ）以及GPS数据。在NovAtelSPAN系统里IMU数据自动的被同步，GPS解码器然后再利用IMU数据。首先运行InertialExplorer中的GPS组件以标准的GrafNavFWD/REV/CMB相关步骤处理和存储最优的GPS坐标、速度和质量信息。接下来InertialExplorer中的IMU组件执行同步、频率和滤波的自动化过程。通过GPS轨迹、零速度、DMI/里程表或者相关的坐标进行测量的更新。2．InertialExplorer使用步骤2.1安装确认已经正确安装了WaypointInertialExplorer程序组。如果没有正确安装，请参照InertialExploreVersion8.30手册的安装说明。图1.InertialExplorer8.30主界面2.2开始使用对于使用InertialExplorer软件进行后处理，请按照以下推荐进行原始数据记录。基准站：RANGECMPBontime1RAWEPHEMBonchangedIONUTCBonchanged移动站：RANGECMPBontime1RAWEPHEMBonchangedIONUTCBonchangedRAWIMUSBonnewIE的后处理步骤主要有原始数据转换、GNSS解算、GPS/INS组合解算、解算平滑、输出结果。如下图所示：新建工程原始数据转换添加基准站、移动站原始数据GNSS解算GPS/INS解算输出结果平滑处理图2.InertialExploer8.30后处理操作步骤示意图步骤1：新建工程：File|NewProlect|EmptyProject。选择工程的保存路径，并自定义工程名。图3.新建工程步骤2：原始数据转换：File|Convert|RawGNSStoGPB。选择需要转换的基准站、移动站原始数据，并分别按照图4、5所示设置基准站、移动站转换参数。图4.基准站转换参数图5.移动站转换参数图6.开始数据转换图7.转换完成步骤3：添加基准站数据。File|AddMasterFile(s)。如果基准站GNSS天线所在位置的坐标已知，可以将已知坐标做为基准站的固定坐标；如果坐标未知，软件可以通过平均的方式为基准站提供概略位置。图8.选择基准站数据图9.设置基准站固定坐标步骤4：添加移动站数据。File|AddRemoteFile。图10.选择移动站数据图11.设置移动站天线高步骤5：GNSS解算。Process|ProcessGNSS。在Profile中选择数据合适的配置。图12.ProcessGNSS主窗口确认ARTK是否打开。Process|ProcessGNSS|Advanced|ARTK。图13.ARTK设置窗口图14.开始GNSS解算图15.GNSS解算结束通过图16可以很清楚地看到，当GPS信号接收受到遮挡后，参与GNSS解算的GPS卫星数少于4颗，导致无法输出连续的PVT信息。图16.数据断点图17.断点发生的实际环境步骤6：GPS/INS组合解算。Process|ProcessTC(tightlycouple)。在“Profile”中选择合适的配置；在“LevelArmOffset(IMU-GNSSAntenna)”中输入IMU中心与GNSS天线相位中心的X/Y/Z三个方向的偏移量；在“Sensor-BodyRotation”中设置X/Y/Z三轴的方向，如图21所示。在“ErrorModel”中选择合适的IMU误差模型，如图22所示。注：（1）组合解算提供了两种机制：紧耦合和松耦合。松耦合组合解算技术主要体现在GPS对INS测量误差的修正上；而紧耦合组合解算技术主要体现在GPS和INS的互相辅助上。松耦合技术要求GPS卫星必须跟踪到4颗以上才能正常工作，而紧耦合技术在GPS接收机跟踪到得卫星少于4颗的情况下仍能正常工作。一般情况下，建议使用紧耦合进行组合解算。（2）一般情况下，IMU三轴的安装应该遵循：Y轴正方向与载体前进方向平行，Z轴正方向指向上，X轴正方向垂直于Y轴正方向指向右，如图19所示。此数据由于当时测试条件不满足，IMU的安装无法按照正常情况进行，只能实现Y轴正方向与载体前进方向旋转180度，Z轴正方向指向上，X轴正方向垂直于Y轴正方向指向右。相当于将默认三轴定义绕Z轴旋转了180度，因此在“Sensor-BodyRotation”中将Z轴的旋转角度设置成了180度。举个例子，如果实际三轴安装如图18所示，既Y轴正方向与载体前进方向平行，Z轴正方向指向下，X轴正方向垂直于Y轴正方向指向左。相当于将默认三轴定义绕Y轴旋转了180度，因此应该在“Sensor-BodyRotation”中将Y轴的旋转角度设置成了180度。图18.IMU三轴实际定义（3）需要精确测量IMU中心与GNSS天线相位中心的X/Y/Z偏移量，如果测量存在10cm的偏差，那么就会引入10cm的解算偏差。图19.IMU三轴推荐安装示意图图20.IMU三轴实际安装示意图图21.TC解算主窗口图22.选择合适的IMU误差模型图23.TC解算开始使用TC组合解算后，原先单GNSS解算出现的断点都已经修复了，形成了一条平滑、连续的轨迹。如图22所示。图24.平滑、连续的解算结果步骤7：完成TC解算后，使用RTSSmoother进行平滑处理。当GNSS解算出现断点时，使用平滑处理至关重要，它不仅能够减少在GNSS信号失锁期间造成的位置、速度、姿态误差累积，并且还能平滑轨迹。图25.设置RTSSmoother图26.开始平滑处理步骤8：输出结果。Output|ExportWizard，选择合适的配置文档或者自定义一个配置文档进行数据输出。图27.输出解算结果同时InertialExploer还提供了GoogleEarth格式的文件输出，支持在GoogleEarth上显示轨迹。图28.输出GoogleEarth轨迹