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一、sbg systems公司ellipse-d惯性卫星组合导航系统概述

sbg systems公司ellipse-d是一款小型化、高性能、基于mems 的惯性组合导航产品，在微型和经济划算的封装中实现了良好的定位以及导航性能。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），内部集成了双天线gnss 接收机，可以提供姿态（俯仰，横滚，航向）、升沉以及导航数据。除此之外，ellipse-d 还可以外接里程计、dgps、dvl 等辅助进一步提高产品测量的精度。订货型号有：ellipse-d-g4a3-b1和ellipse-d-g5a4-b2ellipse-d-g2a2-b1、ellipse-d-g2a2-b2、ellipse-d-g4a3-b1、ellipse-d-g4a3-b1、ellipse-d-g5a3-b2、ellipse-d-g5a4-b2等。

sbg systems公司ellipse-d双天线惯性卫星组合导航系统精度
安装范围：360°，无安装限制
姿态（横滚、俯仰）： 0.1° sp； 0.05 rtk； 0.03 ppk
航向：0.2° 双天线2m 基线；0.2° 单天线 动态；0.1° ppk
升沉（海洋版）：5cm 或5%；测量周期：0~15s
位置：1.2m sp；1m sbas；1cm rtk/ppk 1ppm

sbg systems公司ellipse-d双天线惯性卫星组合导航系统特点

• 极低噪音的陀螺仪
• 测量级l1/l2 gnss 接收机
• 差分修正（rtcm）
• 所有ellipse-d 均支持rtk修正
• 可外接里程计、dvl 等辅助设备
• 1~200hz 的数据输出频率
• 可进行后处理数据分析
• -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-d双天线惯性卫星组合导航系统参数指标

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gnss接收机指标
ellipse-n / ellipse-d内部集成了gnss 接收机（l1/l2 gps、glonass、伽利略、北斗），能够进行dgnss、sbas 和rtk 定位。ellipse-d还具有双天线航向，在具挑战性的条件下提供稳健和准确的航向角。该接收机具有5hz的刷新率，在恶劣的gps 环境中提供很好的精度和可靠性。标准的原始数据输出使其可以通过后处理实现很好性能。
参数                        指标                                                                            备注
信号跟踪: gps: l1c/a, l2c；glonass: l1of, l2of；galileo: e1, e5b；beidou b11, b21；qzss l1c/a, l2c；sbas，所有星座和信号默认启用
水平位置精度：单点l1/l2：1.5m；sbas：1.0m；rtk：1cm 1ppm
速度精度：0.05 m/s rms
真航向精度：0.55° 0.5m 基线；0.4° 1m 基线；0.3° 2m 基线                                                                仅ellipse-d 适用
速度极限：500 m/s
第 一次定位时间：冷启动：<24s；热启动：<2s
信号重捕：2s
输出频率：5hz

差分修正：rtcm v3.3 通过任意串口发送

（5）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

（6）外部里程计
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。

sbg systems公司ellipse-d双天线惯性卫星组合导航系统机械参数规格
1. 机械参数
参数                                                 box版                                                                                    oem版                                           
尺寸                                        46mm*45mm*32mm                                                     29.5mm*25.5mm*16mm                
重量                                                  65g                                                                                            17g                                                 
冲击                                                           工作状态：100g 6ms，半正弦波；非工作：500g 0.1ms，半正弦波                                                         
操作震动                                                                 8g rms – 20hz to 2 khz as per mil-std-810g 
外壳材质                                       阳极氧化铝                                                                             铝，导电表面抛光                        
ip等级                                            ip68(1 小时@2 米)                                                                     n/a                                                     
操作温度                                            -40~85℃                                                                             -40~78℃                     
存储温度                                                                                        -40~85℃
湿度                                               密封，无限制
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

2.1 ellipse-d双天线box版本

2.2  ellipse-d双天线oem版本