1.IMU选取依据陀螺仪的精度等级对IMU的整体精度有很大影响,影响陀螺仪精度的主要参数有零偏、零偏稳定性、零偏重复性、噪声强度和角速率随机游走等,此外环境因素如温度、振动、磁场等也对其精度有很大地影响,通常需要综合考虑各种指标来合理选择。POSAV系列当陀螺仪的随机噪声为0.1deg/sqrt(hour)、漂移为0.5deg/h时,通过组合导航数据融合后姿态精度可达:0.008deg(俯仰和滚转),0.02deg(航向);当陀螺仪的随机噪声为0.02deg/sqrt(hour)、漂移为0.1deg/h时,通过组合导航数据融合后姿态精度可达:0.005deg(俯仰和滚转),0.008deg(航向);当陀螺仪的随机噪声为0.05deg/sqrt(hour)、漂移为0.01deg/h时,通过组合导航数据融合后姿态精度可达:0.0025deg(俯仰和滚转),0.005deg(航向)。LeicaIPAS20系统配备的IMU及能达到的精度当陀螺仪的角随机游走为0.05deg/sqrt(hour)、漂移为0.5deg/h时,通过组合导航数据融合后姿态精度可达:0.008deg(俯仰和滚转),0.015g(航向);当陀螺仪的角随机游走为0.01deg/sqrt(hour)、漂移为0.1deg/h时,通过组合导航数据融合后姿态精度可达:0.005deg(俯仰和滚转),0.008deg(航向);当陀螺仪的角随机游走为0.01deg/sqrt(hour)、漂移为0.01deg/h时,通过组合导航数据融合后姿态精度可达:0.0025deg(俯仰和滚转),0.005deg(航向)。综合以上资料分析可知,选用的IMU陀螺精度参数为0.1deg/h或更高精度,结合预算合理选择。在此精度范围的IMU,可通过组合导航数据融合后处理,达到0.01deg的姿态精度要求。2.国产IMU型号调研(1)北京星网宇达a.XW-GI7635XW-GI7635通过使用高精度的闭环光纤陀螺和石英加速度计以及双频GNSS接收机,并改进组合导航与姿态测量算法,使得该产品的技术性能和抗干扰能力得到进一步提高。(当前可以调研到的最高精度的组合导航系统,以下例子都是)陀螺精度:0.3deg/h姿态精度:0.1deg(航向)、0.08deg(横滚和俯仰)b.XW-IMU7220XW-IMU7220采用三轴共体光纤陀螺和三个高精度石英加速度计作为传感器部件,内嵌高速ARM处理器实时完成原始信号的采集、零位校准、刻度因子补偿、安装误差校正、降噪等处理和数据多串口输出。陀螺精度:0.5deg/h(18万)0.1deg/h(约30万)0.05deg/h(约50万)0.02deg/h(约56万)0.01deg/h(约60多万)XW-IMU7220主要技术参数:陀螺仪量程±300°/s零偏0.3°/h零偏稳定性0.5°/h(1σ)(常温)<3°/h(1σ)(全温)标度因数非线性度<100ppm(1σ)标度因数重复性<100ppm(1σ)随机游走系数0.05°/h(1σ)加速度计量程±15g零偏<0.1mg零偏稳定性0.01mg零偏重复性0.01mg年比例因子稳定性300ppm比例因子温度系数100ppm/℃接口方式RS-232/RS-422供电电压24VDC额定(12~32VDC)工作温度-40℃~+60℃物理尺寸180×140×142mm(±1mm)重量<3.5kg(2)耐威耐威公司有做POS系统的优势,他们自主研发的POS系统与数据处理软件能达到applanix相应产品的精度。同时他们也销售天宝公司的GPS主板,在时间同步的软硬件处理方面有他们的技术。a.MP-POS510&MP-POS610MP-POS510&MP-POS610均采用高精度闭环光纤陀螺仪(FOG)和高可靠性、高稳定性的石英挠性加速度计,与专业型GNSS板卡组合,经专门设计的GNSS/INS数据处理软件处理,可提供精确的位置和姿态信息,以及三维加速度、角速度等动态信息,是一款中高精度定位定姿系统。MP-POS510陀螺精度:0.1deg/h姿态精度:0.008deg(航向)、0.005deg(横滚和俯仰)MP-POS610陀螺精度:0.02deg/h姿态精度:0.005deg(航向)、0.002deg(横滚和俯仰)b.NV-GI510紧密组合导航系统NV-GI510紧密组合导航系统采用紧耦合技术将高灵敏度、专业级、多通道、单/双频全球卫星定位系统接收机的原始载波相位及伪距和由高精度石英挠性加速度计及光纤陀螺集成的惯性测量单元紧密组合,具有体积小、重量轻、性价比优等特点。陀螺精度:0.1deg/h姿态精度:0.06deg(航向)、0.03deg(横滚和俯仰)c.NV-IMU500、IMU600&IMU800NV-IMU500、IMU600&IMU800采用高可靠性和稳定性的石英挠性加速度计和高精度闭环光纤陀螺仪,并通过多项补偿保证测量精度。NV-IMU500陀螺精度:≤0.1deg/h(约35万)NV-IMU600陀螺精度:≤0.02deg/h(约50万)NV-IMU800陀螺精度:≤0.01deg/h(约60~100万)NV-IMU500主要技术参数:NV-IMU600主要技术参数:NV-IMU800主要技术参数:(3)无锡北微传感a.组合导航系统BW-GI610&BW-GI810BW-GI610&BW-GI810紧密组合导航系统均采用采用紧耦合技术将高灵敏度、专业级、多通道、单/双频全球卫星定位系统接收机的原始载波相位及伪距和由高精度石英挠性加速度计及光纤陀螺集成的惯性测量单元紧密结合。BW-GI610陀螺精度:0.02deg/h姿态精度:0.06deg(航向)、0.03deg(横滚和俯仰)BW-GI810陀螺精度:0.02deg/h姿态精度:0.06deg(航向)、0.03deg(横滚和俯仰)BW-GI610BW-GI810b.BW-IMU500,600&800主要技术参数:BW-IMU500陀螺精度:≤0.1deg/h(约27万)BW-IMU600陀螺精度:≤0.02deg/h(约70万)BW-IMU800陀螺精度:≤0.01deg/h(约100万)BW-IMU800BW-IMU600BW-IMU500陀螺仪RLGFOGFOG加速度计QAQAQA激活时间≤3s≤3s≤3s陀螺仪零偏≤0.01deg/h≤0.02deg/h≤0.5deg/h零偏稳定性≤0.01deg/h≤0.02deg/h≤0.1deg/h零偏重复性≤0.01deg/h≤0.02deg/h≤0.1deg/h加速度计零偏≤0.5mg≤0.2mg≤0.6mg零偏稳定性≤0.02mg≤0.02mg≤0.3mg零偏重复性≤0.02mg≤0.02mg≤0.3mg测量范围角速度±400deg/s±180deg/s±180deg/s加速度±10g(可定制)±10g(可定制)±10g(可定制)工作温度-40~+70-40~+60-40~+60数据更新率100HZ100HZ100HZ电压9~36V9~36V9~36V电气接口RS23/RS422RS23/RS422RS23/RS422RLG——环形激光陀螺仪FOG——闭环光纤陀螺仪QA——英挠性加速度计(4)国防科技大学与国防科大的罗晖教授联系,他们可以根据我们的技术指标研制IMU,研发周期大概需3个月,其中不同精度的IMU价格为:0.01deg/h-100万以下,0.05deg/h-40~50万。调研过程中了解到以下问题:1.选取IMU的时候还需充分考虑产品对各种环境因素的敏感程度,如温度性能、抗振动性能、对磁场的敏感等;2.在选取IMU与GPS定位模块的过程中,需要考虑时间同步的问题;3.国外高精度的IMU产品对中国严格限制,所以无法购买到高精度的国外IMU产品,暂时考虑国产IMU。