HBK 3DM-RQ1-45 GPS/INS 战术级 GPS 导航传感器-

HBK 3DM-RQ1-45 GPS/INS 战术级 GPS 导航传感器

美国 HBK（原Lord） MicroStrain 3DM-RQ1-45 GPS/INS 战术级 GPS 导航传感器（航空航天套件），是一款紧凑、坚固的航空航天战术级导航和 IMU 解决方案，具有集成 GPS 和磁力计、高抗噪性和卓越性能。3DM-RQ1-45 GPS/INS 利用了一些最新的 MEM 传感器技术，结合了 Lord 的第四代精密校准和温度补偿功能，并将其与定制的卡尔曼滤波器相结合，提供的功能可与成本高出许多倍的设备相媲美。

一、3DM-RQ1-45 GPS/INS GPS导航传感器的产品优点

高性能集成 GPS 接收器和 MEMS 传感器技术可在小型封装中提供直接卫星和惯性测量以及计算位置、速度和姿态输出。
三轴加速度计、陀螺仪、磁力计、温度传感器以及压力高度计实现了测量质量的最佳组合。
双板载处理器运行复杂的扩展卡尔曼滤波器 (EKF) 可实现出色的 PVA 估计。
坚固耐用的外壳设计符合 DO-160G 标准，可在恶劣环境中部署。

二、3DM-RQ1-45 GPS/INS GPS导航传感器的主要特点

同类最佳的性能	传感器	操作	封装
• 完全校准、温度补偿和数学上与正交坐标系对齐以获得高精度输出。 • 偏差跟踪、误差估计、阈值标记以及自适应噪声、磁场和重力场建模允许对每个应用中的条件进行微调。 • 紧凑、薄型且重量轻。 • 通过全面且完全向后兼容的通信协议轻松集成。	• 50路GPS接收器。 • 高性能加速度计： • 50 µg/√Hz（+-5g 选项）。 • 超稳定陀螺仪： • 5 dph 运行偏差（-40 至 +85°C）。 • 非线性 ±0.02% fs； • ARW 0.2°/√小时。 • 姿态重复精度0.1°。	• 采样率可调高达 500Hz。 • 可独立配置的 IMU、GPS、EKF 输出。 • 前向兼容的 MIP 协议优化带宽。 • 用于配置、控制、显示和记录的SensorConnect软件。	• 碘化铝。 • DO-160G环保等级。 • 精密对准功能。 • 高度紧凑且薄型： • 88.3毫米×76.2毫米×22.0毫米。 • 205克。 • RS422（9600 bps 至 460,800 bps）。 • –40 至 +85 °C 工作温度范围（-50 °C 可选）。 • MTBF 180,000 小时（Telcordia 方法 I，AC/30C）。

三、3DM-RQ1-45 GPS/INS GPS导航传感器的应用领域

天线指向和平台稳定	机器人导航	无人机导航
• 稳定、低噪声、低延迟和线性 MEMS 陀螺仪和加速度计可实现准确、稳定的姿态跟踪。 • 双板载处理器和自适应卡尔曼滤波器算法将主机系统从复杂的计算中解放出来。 • 严苛的航空航天应用所需的 DO-160G 环境等级。 • 在高振动和冲击环境下具有极其可靠的性能。 • 完全校准和温度补偿可确保在波动较大的环境中保持稳定的性能。	• 低噪声、低漂移 MEMS 陀螺仪和加速计可在恶劣地形下提供准确且稳定的 PVA（位置、速度、姿态）输出。 • 自适应卡尔曼滤波器算法提供卓越的动态性能。 • 卓越的 IMU 性能和 EKF 强大的异常抑制能力有助于在 GNSS 中断或拒绝环境下进行导航。 • 完全校准和温度补偿的 IMU 在苛刻的环境中提供稳定的性能。	• 低噪声、低漂移 MEMS 陀螺仪和加速计可在急转弯、强风等情况下提供准确且稳定的 PVA（位置、速度、姿态）输出。 • 卓越的 IMU 性能和 EKF 强大的异常抑制能力有助于在 GNSS 中断或拒绝环境下进行导航。 • 完全校准和温度补偿保证了室外工作温度范围内的稳定性能，即使在波动较大的情况下也是如此。

天线指向和平台稳定

机器人导航

无人机导航

• 稳定、低噪声、低延迟和线性 MEMS 陀螺仪和加速度计可实现准确、稳定的姿态跟踪。

• 双板载处理器和自适应卡尔曼滤波器算法将主机系统从复杂的计算中解放出来。

• 严苛的航空航天应用所需的 DO-160G 环境等级。

• 在高振动和冲击环境下具有极其可靠的性能。

• 完全校准和温度补偿可确保在波动较大的环境中保持稳定的性能。

• 低噪声、低漂移 MEMS 陀螺仪和加速计可在恶劣地形下提供准确

且稳定的 PVA（位置、速度、姿态）输出。

• 自适应卡尔曼滤波器算法提供卓越的动态性能。

• 卓越的 IMU 性能和 EKF 强大的异常抑制能力有助于在 GNSS 中断

或拒绝环境下进行导航。

• 完全校准和温度补偿的 IMU 在苛刻的环境中提供稳定的性能。

• 低噪声、低漂移 MEMS 陀螺仪和加速计可在急转弯、强风等情况下提供准确

且稳定的 PVA（位置、速度、姿态）输出。

• 卓越的 IMU 性能和 EKF 强大的异常抑制能力有助于在 GNSS 中断或拒绝环境

下进行导航。

• 完全校准和温度补偿保证了室外工作温度范围内的稳定性能，即使在波动较大

的情况下也是如此。

四、3DM-RQ1-45 GPS/INS GPS导航传感器的技术规格

（1）常规规格
集成传感器：	三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计*、温度传感器和 GPS 接收器
数据输出：	惯性测量单元（IMU）输出：	加速度、角速率、磁场*、环境压力、deltaTheta、deltaVelocity
	扩展卡尔曼滤波器（EKF）：	LLH 位置、NED 速度、姿态估计（欧拉角、四元数、方向矩阵）、偏差补偿角速率、压力高度、无重力线性加速度、陀螺仪和加速度计偏差、比例因子和不确定性、重力和磁模型等
	全球定位系统输出（GPS）：	LLH 位置、ECEF 位置和速度、NED 速度、UTC 时间、GPS 时间、SV，提供GPS协议接入方式

（2）惯性测量单元（IMU）传感器输出
	加速度计	陀螺仪	磁力计*
测量范围：	± 5 g	300°/sec (标准) ±75, ±150, ±900 °/sec (选项)	±2.5 Gauss
非线性：	±0.03 % fs	±0.03 % fs	±0.4% fs
分辨率：	<0.04 mg	<0.0025°/sec	--
偏压不稳定性：	±0.02 mg	5°/hr	--
初始偏置误差：	±0.001 g	±0.05°/sec	±0.003 Gauss
比例系数稳定性：	±0.05 %	±0.05 %	±0.1%
噪音密度：	50 µg/√Hz	0.002°/sec/√Hz	100 µGauss/√Hz
对准误差：	±0.05°	±0.05°	±0.05°
可调带宽：	250 Hz (max)	160 Hz (max)	--
振动引起的噪声：	--	0.06°/s RMS/g RMS	--
振动校正误差（VRE）：	0.025%	0.001°/s/g2RMS	--
采样率：	10 kHz	10 kHz	50 Hz
IMU滤波：	4级滤波：模拟带宽滤波器到数字Sigma Delta宽带抗混叠滤波器（用户可调）、低通滤波器；以 1 kHz 计算的圆锥和划桨积分
IMU数据输出率：	1 Hz to 500 Hz

（3）计算输出
位置精度：	±2.5 m RMS 水平，±5 m RMS 垂直（typ）	速度精度：	±0.1 m/s RMS (typ)
姿态航向范围：	各轴360°	姿态精度：	±0.1° RMS 横滚和俯仰，±0.5° RMS 航向（典型）
姿态分辨率：	< 0.01°	姿态重复精度：	0.1°（typ）
计算更新率：	500 Hz	计算数据输出速率：	1 Hz to 500 Hz

（4）全球定位系统（GPS）输出
接收器类型：	50 通道 u-Blox 6 引擎 GPS，L1 频率	GPS数据输出速率：	1 Hz to 4 Hz
接收器类型：	C/A 代码 SBAS：WAAS、EGNOS、MSAS	测速精度：	0.1 m/sec
首次修复时间：	冷启动：36秒	灵敏度：	跟踪：-159 dBm
	辅助启动：36秒		冷启动：-147 dBm
	热启动：<1秒		热启动：-156 dBm
航向精度：	0.5°	加速度极限：	≤4g
水平位置精度：	GPS：2.5m CEP	时间脉冲信号精度：	30 nsec RMS
水平位置精度：	SBAS：2.0m CEP	时间脉冲信号精度：	< 60 nsec 99%
海拔限制：	无限制	速度限制：	500 m/sec (972 节)

（5）工作参数
通讯：	RS422 (9600 bps 至 460,800 bps，默认 115,200)‍	电源：‍	+ 10 至 + 28 V DC
工作温度：	-40°C to +80°C（提供-55°C至+80°C低温型号*）	振动限制：	6g RMS，10Hz 至 2kHz
能量消耗：	标准型号：2.5 W（典型值）	机械冲击极限：	750 g（半正弦波，2 毫秒供电，任何轴）**
能量消耗：	低温型号：0°C 至 +80°C 时为 2.5 W（典型值），-55°C 至 0°C 时连续功率高达 6 W，偶尔为 25 W（用于内部加热器）	MTBF：	180,000小时（Telcordia方法I，AC/30C）

（6）物理规格
尺寸：	88.3 x 76.2 x 22.2mm‍	重量：‍	205克
环境等级：	DO-160G	外壳材质：	铝

（7）集成
连接器：	数据/电源输出：7 针圆形 Glenair 系列 801‍	软件：‍	MIP™ 监视器、MIP™ 硬铁和软铁校准、兼容Windows XP/Vista/7/8
连接器：	GPS天线：SMA型	兼容性：	跨 3DM-GX3、GX4、RQ1、GQ1 和 GX5 产品系列的协议兼容性
软件开发包(SDK) ：	MIP™ 数据通信协议，提供示例代码（独立于操作系统和平台）
* 磁力计不适用于 3DM-RQ1® 低温选件。 ** 长时间暴露在 >2 倍满量程范围内可能会导致永久性损坏。详情请参阅【手册】

五、3DM-RQ1-45 GPS/INS GPS导航传感器产品展示

产品展示

3DM-RQ1-45 GPS/INS GPS导航传感器产品	3DM-RQ1-45 GPS/INS GPS导航传感器尺寸图

HBK 3DM-GQ7-GNSS/INS 双天线多频段RTK导航系统传感器 HBK 3DM-RTK 网络接口调制解调器

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