RT3000 与仅 GPS 速度对比

最近出现了两种用于测量车速的新技术：GPS 和惯性导航系统 (INS)。在本文中，我们将了解 GPS 进行的速度测量与 RT3000 惯性导航系统进行的速度测量之间的差异。

RT3000 技术

RT3000 有三个角速度传感器或陀螺仪，可跟踪车辆的航向、俯仰和侧倾角度。它有三个加速度计，可测量车辆的 X、Y 和 Z 方向加速度。使用这些角度，可以计算“虚拟”水平平台，从而计算出北向、东向和向下加速度，然后将它们积分以求出速度和位置。

集成传感器会导致漂移，因此 RT3000 使用 GPS 来修正漂移。使用扩展的 Kalman 滤波器，RT3000能够修正速度和位置的漂移。Kalman 滤波器还可以修正传感器误差以及航向、俯仰和侧倾角度。

GPS技术

现代测量级 GPS 接收器通过跟踪来自卫星的载波相位信号来测量速度。树木、建筑物和桥梁阻挡了卫星发出的直接路径信号，阻碍了速度的计算。

在这些测试中，使用高质量、未经滤波的 20Hz 测量级 GPS 接收器来收集 GPS 测量值。

RT3000

由于 RT3000 使用其加速度计来输出速度，因此速度噪声非常小。加速度计在 1 秒的周期内产生约 1 mm/s 的短期速度噪声。长期漂移是影响精度的主要误差；Kalman 滤波器可平稳地应用 GPS 修正，从而把短期噪声保持在较小范围内。

RT3000 速度的长期精度与 GPS 速度的长期精度相同。RT3100 系统的精度为 0.1km/h，而 RT3002 系统的精度为 0.05km/h。

RT3000 没有与仅在 GPS 系统中出现的跳变或尖峰。它的带宽比仅采用 GPS 时的带宽高得多，短期噪音也小得多。在图形上，它的外观更平滑。

RT3000 还能够精确分离速度的正向和横向分量，这是仅 GPS 系统无法做到的。

示例数据

在本文中，我们研究了五种离散情况，并将 RT3000 速度输出与仅 GPS 输出进行了比较。

在每次测试中，我们都查看了车辆惯性滑行时的结果。这样便于比较这两个测量值。还在冬季进行过测试，因为树木覆盖对 GPS 的影响较小。

为了方便起见，将 RT3000 安装在门袋中，更好的解决方案是使用 RT-Strut，但当时没有提供。要进行精确的俯仰、侧倾、滑移角和加速度测量，应将其牢固安装。

进行测试的那个下午对 GPS 来说是一个好天气，在开阔的天空中可看见 10 到 12 颗卫星。这有助于 GPS 性能，但对 RT3100 系统来说帮助不大。

开阔天空。在开阔的天空中，仅 GPS 系统表现得非常好。GPS 数据中的噪声很小，两个系统可以很好地比较。

单棵树。当 GPS 通过单棵树（图中大约 8s）时，可以看到 GPS 噪声增加。RT3000 测量值保持无噪声。

局部覆盖。局部覆盖可能会对 GPS 产生不同的影响，具体取决于受影响的卫星数量。在夏季，由于叶子反射了不受阻碍的 GPS 卫星发出的信号，因此影响较大。