Ellipse-E外部辅助组合导航系统

一、Ellipse-E产品概述
SBG Systems公司Ellipse-E是一款小型化、高性能基于MEMS 的惯性导航产品，通过外接辅助定位设备来实现zhuo越的位置以及导航数据。它包括了一个惯性测量单元（IMU）和运行一个增强的扩展卡尔曼滤波（EKF），Ellipse-E在连接外部GNSS 接收机后，提供姿态（俯仰，横滚，航向）、深沉以及导航数据。除此之外，Ellipse-E 还可以外接里程计等辅助进一步提高产品测量的精度。Ellipse-E 共有3 个版本，BOX版、小尺寸OEM 版以及体积小的Micro版，BOX 版和OEM 版只是在封装以及接口外形有区别，Micro版将惯导的接口做成通用接口，方便接线以及调试，三者测量精度方面无区别。

SBG Systems公司Ellipse-E外部辅助组合导航系统特点

• 极低噪音的陀螺仪（1）极低噪音的陀螺仪
• 可外接GNSS 接收机
• 可外接里程计等辅助设备
• 1~200Hz 的数据输出频率
• -40~85℃全温范围测试以及校准
• 有众多的测量运动模型可供选择（飞机、无人机、车辆、船、重型机械等）

SBG Systems公司Ellipse-E外部辅助组合导航系统参数指标
（1）加速度计指标
参数                                                                           指标                                                                            备注
量程（g）                                            海洋：8，陆/空：20，高动态：40                    Ellipse系列针对不同应用有三种不同版本可选
标度因数稳定性（ppm）                                             1000                                                                 一年加速老化后
非线性（ppm of FS）                                                 1500                                                                     zui佳配适直线
一年零偏稳定性（mg）                                                 5                                                                         一年加速老化后

速度随机游走（μg/√hz）                                             57
运行时零偏不稳定性（μg）                                         14                                                                     Allan variance @ 25°C
VRE（震动整流误差）（μg/g2）                                 50                                 测试的zui大有效值:A2 版为3g RMS；A3、A4 版为10g RMS
带宽（Hz）                                                                390                                                                     内部低通滤波器衰减<3dB
采样率（kHz）                                                             4                                                                         高 级抗混叠FIR 滤波器
正交性（°）                                                                0.05

（2）陀螺仪指标
参数                                                                                指标                                                                            备注
量程（°/s）                                                        海洋：450；陆/空：450；高动态：1000              Ellipse 针对不同的应用有三中不同版本可选
标度因数稳定性（ppm）                                                  500                                                                     一年加速老化后
非线性（ppm of FS）                                                         50
一年零偏稳定性（°/s）                                                       0.4                                                                     一年加速老化后
角度随机游走（°/√hr）                                                      0.18                                                                 Allan variance @ 25°C
运行时零偏不稳定性（°/hr）                                                 8                                                                    Allan variance @ 25°C
VRE（震动整流误差）（°/h/g2）                                         <1                                                                     zui大测试到10g RMS
带宽（Hz）                                                                         133                                                                         内部陀螺带宽
采样率（kHz）                                                                     10                                                                         高 级抗混叠FIR滤波器
正交性（°）                                                                         0.05

（3）磁力仪/磁场计指标
参数                                                                                    指标                                                                            备注
量程（Gauss）                                                                    50
标度因数稳定性（%）                                                         0.5
噪音（m Gauss）                                                                 3                                                                             频率 1~25Hz
零偏稳定性（m Gauss）                                                       1
带宽（Hz）                                                                         22                                                                             3dB衰减
分辨率（m Gauss）                                                             1.5
采样率（Hz）                                                                      100
正交性（°）                                                                         0.1                                                                         用户磁校准之后

（4）内部气压高度计指标
Ellipse-E，N 和D嵌入了MEMS压力传感器，用作高度计。这种压力传感器进行了全温校准和温度补偿，使它成为精 确测量绝压压力的理想选择。Ellipse使用标准大气模型将绝压压力转换为高度，假设高度上的温度梯度恒定，海压水平为1013,25百帕。
压力传感器                                                   参数                                                        备注
分辨率                                                        1.2Pa                                                 10 cm 分辨率
                                                                    ±50 Pa                                         相对-[25°C]，700…1100 hPa
 压力精度                                                     ±200 Pa                                         绝值-[0…50°C]，450…1100 hPa
                                                                    ±350 Pa                                         对值-[-20…85°C]，450…1100 hPa

长期稳定性                                                  <100 Pa/yr
更新速率                                                        100 Hz
（5）外部传感器
1 第三方全球导航卫星系统GNSS接收机
Ellipse-E 不含内部接收机，但是可以连接至外部GNSS 模块。所有GNSS接收机都能提供速度和位置辅助。双天线系统也可以提供真航向辅助。RTK GPS 接收机也可以用于提升定位精度。
2 里程计
Ellipse-E，N 和D 都支持里程计辅助输入，可以大大提升具有挑战性的环境（如城市峡谷）中的产品性能。即使在GPS 中断的期间，里程也能提供可靠的速度信息。这大大提高了航位推算的准确性。Ellipse处理正交输出或兼容的里程计，以支持前进和后退方向，它也能够通过OBD-II 连接器（CAN 总线里程表）直接使用车辆的里程表。这使得Ellipse 成为自动驾驶汽车和无人驾驶车辆的出色惯性导航系统，即使在非常密集的城市环境中也具有很高的精度。
注：里程计集成非常简单，因为卡尔曼滤波器将精细地调整里程计的增益，并将纠正里程计对准和杠杆臂的残余误差。

系统性能
升沉性能（海洋版）
实时升沉信号                                                                                备注
范围           50 米

周期        0~15s
精度海洋版：5cm 或5%                             以较高者为准：速度辅助可用，或者无转弯或变速
模式实时，自动调整

SBG Systems公司Ellipse-A航姿参考系统AHRS机械参数规格
1. 机械参数
参数                                                 BOX版                                            OEM版                                                MICRO版
尺寸                                        46mm*45mm*24mm                 29.5mm*25.5mm*11mm                 26.8mm*18.8mm*9.5mm
重量                                                  47g                                                     8g                                                     10g
冲击                                                                        100g, 6ms 半正弦                                                                   <2000g
操作震动                                     8g RMS – 20Hz to 2 kHz as per MIL-STD-810G   3g RMS – 20Hz to 2 kHz A2  8g RMS – 20Hz to 2 kHz A3/A4
外壳材质                                       阳极氧化铝                                    铝，导电表面处理                                           铝
IP等级                                            IP68(1 小时@2 米)                                 N/A                                                       N/A
操作温度                                            -40~85℃                                 -40~78℃                                                         -40~85℃
存储温度                                                                                                             -40~85℃
湿度密封，                                                            无限制98%-                                                                                    无冷凝
MTBF（平均故障时间）                                                                                        50000 小时
校准周期                                                                                                        不需要，免维护

2. 产品视图