1、航姿參考(AHRS)

AHRS稱為航姿參考系統(tǒng)包括多個軸向傳感器，能夠為飛行器提供航向，橫滾和側(cè)翻信息，這類系統(tǒng)用來為飛行器提供準確可靠的姿態(tài)與航行信息。

航姿參考系統(tǒng)AHRS包括基于MEMS的三軸陀螺儀，加速度計和磁強計。航姿參考系統(tǒng)與慣性測量單元IMU的區(qū)別在于，航姿參考系統(tǒng)（AHRS）包含了嵌入式的姿態(tài)數(shù)據(jù)解算單元與航向信息，慣性測量單元（IMU）僅僅提供傳感器數(shù)據(jù)，并不具有提供準確可靠的姿態(tài)數(shù)據(jù)的功能。目前常用的航姿參考系統(tǒng)（AHRS）內(nèi)部采用的多傳感器數(shù)據(jù)融合進行的航姿解算單元為卡爾曼濾波器。

SBG Systems公司Ellipse-A是一款小型化、高性能基于MEMS 的姿態(tài)參考系統(tǒng)。它包括了一個慣性測量單元（IMU）和運行一個增強的擴展卡爾曼濾波（EKF），提供姿態(tài)（俯仰，橫滾，航向）、升沉等數(shù)據(jù)。Ellipse-A 共有3 個版本，BOX 版、小尺寸OEM 版以及體積小的Micro版，BOX版和OEM版只是在封裝以及接口外形有區(qū)別，Micro 版將慣導(dǎo)的接口做成通用接口，方便接線以及調(diào)試，三者測量精度方面無區(qū)別。

SBG Systems公司Ellipse-A航姿參考系統(tǒng)AHRS特點
（1）極低噪音的陀螺儀
（2）1~200Hz 的數(shù)據(jù)輸出頻率
（3）-40~85℃全溫范圍測試以及校準
（4）有眾多的測量運動模型可供選擇（飛機、無人機、車輛、船、重型機械等）

2、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)

航姿參考(AHRS)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS) 原理：

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)至少包括計算機及含有加速度計、陀螺儀或其他運動傳感器的平臺（或模塊）。開始時，有外界（操作人員及全球地定系統(tǒng)接收器等）給慣性導(dǎo)航系統(tǒng)提供初始位置及速度，此后慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通過對運動傳感器的信息進行整合計算，不斷更新當前位置及速度。 INS 的優(yōu)勢在于給定了初始條件后，不需要外部參照就可確定當前位置、方向及速度。通過檢測系統(tǒng)的加速度和角速度，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)可以檢測位置變化（如向東或向西的運動），速度變化（速度大小或方向）和姿態(tài)變化（繞各個軸的旋轉(zhuǎn)）。它不需要外部參考的特點使它自然地不受外界的干擾或欺騙。

陀螺在慣性參照系中用于測量系統(tǒng)的角速率。通過以慣性參照系中系統(tǒng)初始方位作為初始條件，對角速率進行積分，就可以時刻得到系統(tǒng)的當前方向。這可以想象成被蒙上眼睛的乘客坐在汽車中，感覺汽車左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、上坡、下坡，僅根據(jù)這些信息他知道了汽車朝哪里開，但不知道汽車是快，是慢或是否汽車滑向路邊。

加速度計在慣性參照系中用于測量系統(tǒng)的線加速度，但只能測量相對于系統(tǒng)運動方向的加速度（由于加速度計與系統(tǒng)固定并隨系統(tǒng)轉(zhuǎn)動，不知道自身的方向）。這可以想象成一個被蒙上眼睛的乘客在汽車加速時向后擠壓座位，汽車剎車時身體前傾，汽車加速上坡時下壓座位，汽車越過山頂下坡時從座位上彈起，僅根據(jù)這些信息，乘客知道汽車相對自身怎樣加速，即向前、向后、向上、向下、向左 或向右，但不知道相對地面的方向。

然而，通過跟蹤系統(tǒng)當前角速率及相對于運動系統(tǒng)測量到的當前線加速度，就可以確定參照系中系統(tǒng)當前線加速度。以起始速度作為初始條件，應(yīng)用正確的運動學(xué)方程，對慣性加速度進行積分就可得到系統(tǒng)慣性速率，然后以起始位置座作初始條件再次積分就可得到慣性位置。

航姿參考(AHRS)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)傳感器的小誤差會隨時間累積成大誤差，其誤差大體上與時間成正比，因此需要不斷進行修正?，F(xiàn)代慣性導(dǎo)航系統(tǒng)使用各種信號（例如全球定位系統(tǒng)及磁羅盤等）對其進行修正，采取控制論原理對不同信號進行權(quán)級過濾，保證慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的精度及可靠性。

航姿參考(AHRS)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS) 有各自的優(yōu)點和缺點，在實際運用中，技術(shù)人員通常把航姿參考(AHRS)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS) 組合起來使用，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，相互修正和補充，以便達到zui佳的性能。

Honeywell慣性測量單元IMU-HG4930|HG1120|HGuide N380

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