在GPS与IMU数据融合系统中,GPS主要提供绝对位置、速度和时间信息,这些输出用于校正IMU的累积误差,提升定位精度。
GPS输出的核心内容包括: - 经纬度坐标(表示绝对位置,通常以WGS-84等地理坐标系输出) - 三维速度(表示载体在东、北、天方向的速度分量) - 时间戳(提供高精度时间基准,用于时间同步) - 定位精度估计(通常以协方差矩阵形式输出,反映测量可靠性)
在融合过程中,GPS输出的作用是: - 作为外部观测值定期更新IMU的状态估计,抑制位置和速度漂移 - 通过滤波算法(如卡尔曼滤波)与IMU的高频数据(通常10-100Hz)结合,生成平滑且准确的轨迹估计 - 在GPS信号丢失时,系统依赖IMU进行推算定位,但误差会随时间累积
GPS输出通常需要经过预处理才能与IMU数据融合: - 坐标转换:将地理坐标(经纬度)转换为直角坐标系(如东-北-天坐标系)以简化计算 - 时间同步:确保GPS与IMU数据在时间轴上对齐,避免延迟误差 - 数据对齐:处理不同更新频率(GPS通常10Hz,IMU可达100Hz)和坐标系差异(如车辆坐标系与地图坐标系)