随着我们进入自主系统和复杂导航需求主导的时代,当全球导航卫星系统(GNSS)不可靠或完全不可用时,导航能力变得越来越重要。
这一挑战在国防、航空航天和关键基础设施等领域尤为突出,因为在这些领域,导航数据的可靠性和准确性是任务成败的关键。
在InterGeo 2024(世界最大的测绘行业展览会)上,霍尼韦尔公司将探讨N580 + HRVS(霍尼韦尔雷达速度传感器)系统,这是一种解决陆地车辆在GNSS拒绝导航时的低SWaP-C解决方案。
GNSS拒止环境挑战
如今,GNSS技术,如:GPS、GLONASS、伽利略和北斗等系统,已成为现代导航的基石。然而,GNSS信号无法免受干扰,如:冲突地区的蓄意干扰或欺骗、城市峡谷中的信号阻塞、在茂密的森林或隧道中遇到的自然障碍等都会严重损害GNSS的可靠性。
在这种GNSS拒止环境中,传统的导航系统往往会出现故障,导致重大风险。如果将基于惯性技术的导航系统集成到GNSS中,就可以实现更快的数据速率、更平滑的位置数据等,并且可以在GNSS不可用的情况下短时间运行在自由惯性模式下。然而,当需要在更长的GNSS拒止时间段内保持精度时,那么,传统意义上就需要更高成本的惯性传感器。
这就是霍尼韦尔N580+HRVS解决方案的切入点,它提供了一种创新的方法,即使在最具挑战性的环境下也能确保导航的连续性。
霍尼韦尔N580+HRVS解决方案:技术概述
霍尼韦尔HGuide N580+HRVS代表了导航技术的重大飞跃。这种先进的系统结合了多种传感器和复杂的算法,能够在不依赖GNSS信号的情况下提供准确可靠的导航数据。它是这样工作的:
1.多传感器融合
HGuide N580的核心是其融合各种传感器数据的能力。该产品包含一个双射频多频GNSS接收器,与战术级HG4930惯性测量单元(IMU)配对,可以接受来自一系列外部传感器的数据。通过整合这些数据源,该产品创建了一个强大的导航解决方案,即使在GNSS不可用时也能保持有效。
当GNSS接收机能够提供定位、导航和授时(PNT)服务时,它会与来自IMU和其他传感器的加速度数据和旋转数据相融合,以提供稳定、平滑的高速实时PNT解决方案。那么,在没有可靠的GNSS信号的情况下,霍尼韦尔的高级导航算法、IMU和其他传感器将发挥作用。
2.真实地面速度敏感
HRVS利用先进的速度敏感技术来实时跟踪车辆在地面上的真实速度。与传统的距离测量单元(如:里程计)不同,HRVS不需要昂贵、笨重的轮装传感器或费事的OEM级集成。它提供了真实的地面速度,消除了由车轮抱死或空转引起的误差。
通过将地速数据与惯性数据融合,当GNSS不可用时,HGuide N580+HRVS解决方案显著改善了单独使用惯性数据的情况。
3.加固设计
N580+HRVS可承受恶劣条件,是军事、航空航天和工业领域的理想选择。其加固设计确保了在极端温度、高振环境和持续压力下的可靠运行。这种耐用性使其适用于要求高可靠性的地基和空基平台。
4.实时处理
霍尼韦尔N580+HRVS系统实时处理数据的能力对于保持精确导航至关重要。它使用先进的算法来确保所有传感器数据的分析和整合没有延迟。这种实时能力对于应用程序至关重要,在这些应用程序中,即使是轻微的导航错误也会产生严重的后果,例如在自动驾驶汽车或军用无人机中。
HGUIDE n580主要性能指标
定位精度
航向精度
俯仰/滚转精度
水平(m, 1σ)
垂直(m, 1σ)
(°, 1σ)
(°, 1σ)
0.01 RTK
0.6 SBAS
0.025 RTK
0.6 SBAS
0.05
0.015
(HGUIDE n580的具体介绍,感兴趣的朋友请参见本公众号的2023年8月23日发表的《霍尼韦尔公司部分惯导产品简介(收费)》)
跨行业的应用
霍尼韦尔N580+HRVS系统的多功能性使其成为各行各业导航的革命性产品。这些关键应用主要包括:
国防和航空航天
在军事行动中,在没有GNSS的情况下精确导航的能力至关重要。N580+HRVS可以部署在无人机(UAV)、地面车辆和有人驾驶飞机上,确保即使在GNSS信号可能被故意干扰的敌对环境中也能完成任务。例如,在干扰设备压制GNSS制导系统的战场场景中,N580+HRVS提供了一种替代导航方法来规避这些威胁。 自动驾驶汽车
自动驾驶汽车的兴起凸显了对不单独依赖GNSS的可靠导航系统的需求。N580+HRVS可以集成到自动驾驶汽车、无人机和机器人中,在城市环境、地下停车场或其他GNSS受挑战的区域提供连续准确的导航。这使得它成为智能城市未来的一项关键技术,因为在智能城市中,自动驾驶汽车将在交通中发挥重要作用。
工业应用
采矿、石油和天然气以及建筑等行业通常在GNSS信号微弱或不存在的偏远或地下位置运营。N580+HRVS可以在这些环境中引导机械和车辆,提高效率和安全性。例如,在传统导航工具失效的地下采矿中,该系统确保车辆和设备精确定位,降低事故风险。
灾害响应
在自然灾害发生时,通信网络和GNSS等基础设施可能会受到严重破坏。N580+HRVS可以通过向应急车辆和无人机提供可靠的导航数据来协助搜救行动,确保它们能够快速安全地到达受灾地区。对于拯救生命来说,时间至关重要,高可靠的导航至关重要,此情此景下,N580+HRVS的这种能力可以改变游戏规则。
竞争优势
霍尼韦尔N580+HRVS与其他GNSS拒止导航解决方案的区别在于其传感器融合和实时数据处理的综合方法;再加之坚固耐用的设计能确保其在最具挑战性的环境中运行,从而使其成为关键应用的可靠选择。
此外,霍尼韦尔在航空航天、国防和工业技术领域的丰富经验赋予了它独特的优势。N580+HRVS拥有数十年开发和部署先进导航系统的专业知识,确保其满足苛刻行业的高标准要求。
导航新时代
随着世界向更复杂的自主系统和复杂的操作环境发展,对GNSS拒止环境中的可靠导航需求只会增加。霍尼韦尔的N580+HRVS系统凭借其高精尖的传感器融合技术、加固设计和实时处理能力,有望成为这一领域的重要参与者。
在InterGeo 2024展会上,霍尼韦尔N580+HRVS的展示无疑将吸引依赖精确、可靠导航的行业的极大关注。这一创新的解决方案代表的不仅仅是一种进步,而是导航世界的一场革命,因为GNSS并不总是可用的。凭借N580+HRVS,霍尼韦尔不仅仅是应对当今的挑战,也为未来的导航技术铺平了道路。