【应用】司南导航搭载LAI和RTK-Keep技术的高精度GNSS模块K8系列,实现无人机厘米级定位

2022-12-09 钦天导航公众号
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司南导航自研的高精度定位模块,可辅助无人机设备进行多种场景下的飞行作业,在作业过程中实时提供精准的位置、方向信息,厘米级定位辅助导航路径规划,具备高精度、高可用、高覆盖等性能优势。


研发背景

伴随着机械控制和人工智能技术的提升与成熟,无人机的应用场景逐渐从航拍娱乐拓宽到测量测绘、巡检安防、物流运输、农林植保等行业,大大提高了不同行业在一些特殊作业需求下的工作效率和完成质量,并且进一步降低了作业成本。

 

然而,随着越来越多的行业将无人机作为先进生产力引入到日常工作中,无人机面临的使用环境也正在变得越来越复杂,农林田野、城市峡谷、工厂园区等。严苛的使用环境为通过卫星定位获取无人机的实时位置和状态信息带来了严苛的挑战。因此,为无人机配置性能更强、可靠性更高的高精度GNSS模块成为无人机性能提升和产品迭代的关键一步。 


无人机使用卫星导航时的痛点

·  复杂环境,尤其是城市环境,干扰严重,影响无人机正常使用

·  高动态场景下的位置信息更新延迟高,无法及时获取位置信息进行决策

·  定位模组功耗大,降低无人机工作效率


无人机在一些树荫、工厂甚至城市峡谷的复杂环境下,难以通过现有的标准精度定位模组获得精确且及时的位置信息,导致无人机频繁出现因为定位失锁而炸机的情况。尤其是当无人机应用到测量测绘、巡检监测、物流运输等场景中时,通过获取到的绝对位置信息展开相应的服务,提升不同场景下繁琐复杂工作流程的效率,已经成为工业级无人机近年来能够广泛应用于各个行业成为生产力工具的重要优势。


方案简介

上海司南卫星导航技术股份有限公司基于K8系列北斗/GNSS高精度定位定向模块,利用GNSS卫星(中国北斗、美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟Galileo等多星系统)的定位定向数据,辅助无人机设备进行多种场景下的飞行作业,在作业过程中实时提供精准的位置、方向信息,厘米级定位辅助导航路径规划,具备高精度、高可用、高覆盖等性能优势。


行业级无人机在使用过程中,通常需要预先规划路线,设置作业任务路径。要完成预设的任务,除了需要为无人机事先设定起点和目标点的位置外,还需要实时知道机体本身的位置信息、航行速度、航行姿态以及航向等参数,GNSS模块的应用为获取这些信息提供了可靠、经济、有效的手段。 


方案特点

高精度

司南导航高精度模块具有行业内领先的平面精度和高程精度。水平精度方面,司南导航GNSS高精度模块的PVT精度1.5m以内,RTK精度8mm以内。纵向精度方面则能够精准到PVT精度3m以内,RTK精度15mm以内。


相较于传统应用,无人机高速飞行的使用场景对GNSS模块是一个巨大的挑战。司南导航高精度模块针对这一特点,从算法层面针对模块的水平和纵向速度精度进行了深度优化,达到了0.02m/s的行业内领先速度精度。


司南导航高精度模块支持双天线信号,能够根据GNSS基线向量的配置,可以输出航线精度0.15°/R,横滚精度0.25°/R(R为1m基线长度)的测量值。K8全系列模块板载惯导元器件,可以使用GNSS基线向量初始化,从而获得融合的三维姿态输出。


高可用

司南导航高精度模块搭载先进的LAI低功耗抗干扰技术和RTK-Keep断链维持技术,使无人机在运用到例如城市峡谷、楼宇遮挡等复杂环境中时,能够有效地降低多径、同频信号、窄带等多种干扰源为无人机工作带来的影响。同时,在一些无人机容易受到人为恶意干扰的飞行场景下,司南导航针对性地研发了PVT/RTK频点切换功能,当出现某一频段的无线电信号受到压制,迫使无人机无法正常运行时,高精度GNSS模块能够通过算法进行频点切换,确保模块在能够正常使用的频段范围内继续维持高精度定位,保障无人机的飞行安全。


低延时

司南导航高精度定位模块基于自主研发的QuantumⅢ芯片的强大性能,拥有行业领先的数据更新速率,能够在保证数据传输稳定性的同时,减少报文输出延迟,确保无人机在高动态场景下能够及时获取位置信息,保障无人机运行的安全。


PPP-RTK技术

PPP-RTK技术是卫星导航中PPP技术和RTK技术的组合,该技术在实际应用中同时具备了以上两种定位技术的优势,具备获得更精准、更快速定位的能力。司南导航GNSS高精度模块成为国内率先支持PPP-RTK技术的产品系列之一,使得高精度模块在复杂环境下能够保持快速、稳定的卫星捕获和精准定位能力。


Snapshot EVENT技术

司南导航独有的专利Snapshot EVENT技术,在模块收到EVENT触发脉冲信号时,模块及时锁存对应时刻的基带数据进行处理,更为精准地输出原始观测量、时间、位置等信息,记录事件发生的精准时刻和精准坐标信息。


方案优势

高精度定位模块基于卫星导航,提供稳定可靠的绝对位置信息,降低飞控系统其他传感器算力压力。


司南导航高精度模块拥有行业领先的功耗控制,能够在提供精准位置信息的同时,尽可能提高无人机的工作时长,并且模块的低功耗特点还带来良好的散热性,保证无人机在长时间工作的情况下不会出现过热影响性能的情况。


先进的低功耗抗干扰技术和频谱扫描技术,能够有效地降低复杂环境干扰带来的影响,同时通过频谱扫描技术,判断干扰源,提高无人机的稳定性。


产品信息:

K802车规级高精度定位模块

  • 17mm*22mm

  • 全系统双频点定位

  • 车规级AEC-Q104 Grade3

  • 先进的干扰抑制技术

  • 功耗0.8W


k803全功能高精度定位模块

  • 30mm*30mm

  • 全系统全频点定位

  • GNSS+INS组合导航

  • 先进的干扰抑制技术

  • Quantum-RTK技术

  • 功耗1.0W


k823全系统多频定位定向模块

  • 30mm*40mm

  • 全系统双频点定位定向

  • 板载IMU,支持组合导航

  • Dual-Engine双擎定位技术

  • 功耗1.6W


授权代理商:世强先进(深圳)科技股份有限公司
技术资料,数据手册,3D模型库,原理图,PCB封装文件,选型指南来源平台:世强硬创平台www.sekorm.com
现货商城,价格查询,交期查询,订货,现货采购,在线购买,样品申请渠道:世强硬创平台电子商城www.sekorm.com/supply/
概念,方案,设计,选型,BOM优化,FAE技术支持,样品,加工定制,测试,量产供应服务提供:世强硬创平台www.sekorm.com
集成电路,电子元件,电子材料,电气自动化,电机,仪器全品类供应:世强硬创平台www.sekorm.com
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