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当 GPS 不够用时，使用 IMU 获取精确的位置数据
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2022-11-25
吕钢格
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使用全球导航卫星系统 (GNSS) 在地球上任何地方定位任何适当启用的系统的位置的能力是有用的，但存在一些与仅使用 GNSS 接收器进行定位相关的问题。这些问题可以通过使用惯性测量单元 (IMU) 来补充 GNSS 来克服。使用全球导航卫星系统 (GNSS) 在地球上任何地方定位任何适当启用的系统的位置的能力是有用的，但存在一些与仅使用 GNSS 接收器进行定位相关的问题。这些问题可以通过使用惯性测量单元 (IMU) 来补充 GNSS 来克服。本文讨论了 IMU 的嵌入式使用，它使用陀螺仪、加速度计和磁力计根据初始起点测量位置。然后介绍合适的示例解决方案以及如何使用它们。本文讨论了 IMU 的嵌入式使用，它使用陀螺仪、加速度计和磁力计根据初始起点测量位置。然后介绍合适的示例解决方案以及如何使用它们。IMU 如何补充 GNSSIMU 如何补充 GNSSGNSS 的问题有四个方面。首先，GNSS 信号具有很强的方向性，因此可能会被建筑物阻挡。其次，接收器的热启动时间和冷启动时间都在几十秒内测量到一分钟或更长时间。接收器需要这个启动时间来捕获和锁定定位所需的多个卫星信号。GNSS 的问题有四个方面。首先，GNSS 信号具有很强的方向性，因此可能会被建筑物阻挡。其次，接收器的热启动时间和冷启动时间都在几十秒内测量到一分钟或更长时间。接收器需要这个启动时间来捕获和锁定定位所需的多个卫星信号。第三，GNSS 位置更新速率限制为每秒一次。这对于跟踪大型、缓慢移动的物体来说很好，但是对于许多嵌入式应用程序来说，启动时间太长而且更新速度太慢。第四，GNSS 精度以米为单位，这对于大多数嵌入式应用来说过于粗糙。这些应用与机器人技术和虚拟现实一样多种多样，不涉及地面交通。第三，GNSS 位置更新速率限制为每秒一次。这对于跟踪大型、缓慢移动的物体来说很好，但是对于许多嵌入式应用程序来说，启动时间太长而且更新速度太慢。第四，GNSS 精度以米为单位，这对于大多数嵌入式应用来说过于粗糙。这些应用与机器人技术和虚拟现实一样多种多样，不涉及地面交通。IMU 提供许多嵌入式应用所需的更精细的定位分辨率和更快的更新速率。此外，IMU 提供来自已知起点的相对位置数据，而不是来自 GNSS 接收器的绝对定位信息，因此这两种类型的位置传感器是互补的。IMU 提供许多嵌入式应用所需的更精细的定位分辨率和更快的更新速率。此外，IMU 提供来自已知起点的相对位置数据，而不是来自 GNSS 接收器的绝对定位信息，因此这两种类型的位置传感器是互补的。可用作板载组件的现代电子 IMU 基于微机电系统 (MEMS) 技术，因此体积小、重量轻且相对坚固。它们在自由度 (DOF) 方面具有不同的功能，并且与 GNSS 接收器不同，IMU 不依赖于无线电信号。它们的功耗也非常低，并且可以从各种来源获得，具有广泛的分辨率和精度。可用作板载组件的现代电子 IMU 基于微机电系统 (MEMS) 技术，因此体积小、重量轻且相对坚固。它们在自由度 (DOF) 方面具有不同的功能，并且与 GNSS 接收器不同，IMU 不依赖于无线电信号。它们的功耗也非常低，并且可以从各种来源获得，具有广泛的分辨率和精度。凭借这些特性，IMU 可用于增强来自 GNSS 接收器的定位信息。（请参阅“凭借这些特性，IMU 可用于增强来自 GNSS 接收器的定位信息。（请参阅“使用 GNSS 模块快速设计位置跟踪系统使用 GNSS 模块快速设计位置跟踪系统
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