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美國 HBK（原Lord）MicroStrain 3DM-CX5-GNSS/INS （3DM-CX5-45）高性能 GNSS 導(dǎo)航傳感器，采用一體化導(dǎo)航解決方案采用高性能集成多星座 GNSS 接收器，利用 GPS、GLONASS、北斗和伽利略衛(wèi)星星座。3DM-CX5-GNSS/INS 傳感器測量經(jīng)過完全校準、溫度補償，并在數(shù)學(xué)上與正交坐標系對齊，以獲得極其精確的輸出。高度線性的傳感器性能和自適應(yīng)估計濾波器算法可在現(xiàn)實世界的動態(tài)條件下產(chǎn)生非常準確的計算輸出。
MicroStrain Sensing 3DM?CX5 系列高性能工業(yè)級板級慣性傳感器提供廣泛的三軸慣性測量、計算姿態(tài)和導(dǎo)航解決方案。CX 產(chǎn)品線具有 GX 系列的所有相同功能，采用專為批量生產(chǎn)而設(shè)計的經(jīng)濟高效的系統(tǒng)集成商友好型封裝。
補償選項包括磁異常、陀螺儀和加速度計噪聲以及噪聲影響的自動補償。計算輸出包括俯仰、橫滾、偏航、航向、位置、速度和 GNSS 輸出，使其成為完整的 GNSS/INS（GNSS 輔助慣性導(dǎo)航系統(tǒng)）解決方案。
? 高性能集成多星座GNSS接收器和先進的 MEMS 傳感器技術(shù)可在小型封裝中提供直接慣性測量和輸出。
? 三軸加速度計、陀螺儀、磁力計、溫度傳感器和壓力高度計實現(xiàn)了測量質(zhì)量的最佳組合。
? 雙板載處理器運行新的自適應(yīng)擴展卡爾曼濾波器 (EKF) 可實現(xiàn)出色的動態(tài)位置、速度和姿態(tài)估計。
| （1）同類最佳的性能 | （2）傳感器 | （3）操作 | （4）封裝 |
? 完全校準、溫度補償和數(shù)學(xué)上與正交坐標系對?以獲得高精度輸出。 ? 高性能、低漂移陀螺儀，噪聲密度低和振動校正誤差。 ? 加速度計噪聲低至 20 ug/√Hz。 | ? 多星座接收器可跟蹤多達 32 顆衛(wèi)星； ? 高性能加速度計： ? 25 μg/√Hz（8g 選項）； ? 80 μg/√Hz（20g 選項）。 ? 超穩(wěn)定陀螺儀： ? 8 dph 運行偏差（-40 至 +85°C）； ? 偏移溫度滯后 0.05°/s； ? 粗略 0.3°/√小時。 ? 俯仰-橫滾動態(tài)精度 ±0.2°。 | ? 采樣率可調(diào)高達 500Hz； ? 34狀態(tài)自適應(yīng)EKF； ? 可獨立配置的 IMU、GNSS、EKF 輸出； ? 前向兼容的 MIP 協(xié)議優(yōu)化帶寬； ? 用于配置、控制、顯示和記錄的SensorConnect軟件。 | ? CNC陽極氧化鋁； ? 精密對準功能； ? 高度緊湊且薄型： ? 38.0 毫米 x 24.0 毫米 x 11.1 毫米 ? 13.0克 ? USB 和 TTL UART 接口（高達 921600 BAUD）； ? –40 至 +85 °C 工作溫度范圍。 |
| （1）無人機導(dǎo)航 | （2）機器人導(dǎo)航 | （3）移動測繪、SLAM 和 PNT |
? 低噪聲、低漂移 MEMS 陀螺儀和加速計可在急轉(zhuǎn)彎、強風等情況下提供準確且穩(wěn)定的 PVA（位置、速度、姿態(tài)）輸出。 ? 卓越的 IMU 性能和 EKF 強大的異常抑制能力有助于在 GNSS 中斷或拒絕環(huán)境下進行導(dǎo)航。 ? 完全校準和溫度補償保證了室外工作溫度范圍內(nèi)的穩(wěn)定性能，即使在波動較大的情況下也是如此。 | ? 低噪聲、低漂移 MEMS 陀螺儀和加速計可在惡劣地形下提供準確且穩(wěn)定的 PVA（位置、速度、姿態(tài)）輸出。 ? 自適應(yīng)卡爾曼濾波器算法提供卓越的動態(tài)性能。 ? 卓越的 IMU 性能和 EKF 強大的異常抑制能力有助于在 GNSS 中斷或拒絕環(huán)境下進行導(dǎo)航。 ? 完全校準和溫度補償?shù)?IMU 在苛刻的環(huán)境中提供穩(wěn)定的性能。 | ? 低噪聲、線性且穩(wěn)定的 MEMS 陀螺儀和加速計可在轉(zhuǎn)彎和顛簸期間實現(xiàn)卓越的航向精度。 ? 自適應(yīng)卡爾曼濾波器算法提供卓越的動態(tài)性能。 ? 自動自校準和自動異常拒絕使帶有磁力計的裝置成為可靠且準確的航向參考。 ? 完全校準和溫度補償?shù)?IMU 在苛刻的環(huán)境中提供穩(wěn)定的性能。 |
| （1）常規(guī)規(guī)格 | |||
| 集成傳感器： | 三軸加速度計、三軸陀螺儀、三軸磁力計、壓力高度計、溫度傳感器和 GNSS 接收器 | ||
| 數(shù)據(jù)輸出： | 慣性測量單元 (IMU) 輸出： | 加速度、角速率、磁場、環(huán)境壓力、Delta-theta、Delta-速度 | |
| 計算輸出 | |||
| 擴展卡爾曼濾波器 (EKF)： | 濾波器狀態(tài)、GNSS 時間戳、LLH 位置、NED 速度、姿態(tài)估計（歐拉角、四元數(shù)、方向矩陣）、線性和補償加速度、偏差補償角速率、壓力高度、陀螺儀和加速度計偏差、比例因子和不確定性、重力和磁性模型等。 | ||
| 互補濾波器 (CF)： | 姿態(tài)估計（歐拉角、四元數(shù)、方向矩陣）穩(wěn)定、北向和向上矢量、GNSS 相關(guān)時間戳 | ||
| 全球定位系統(tǒng)輸出 (GPS) | |||
| 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)輸出 (GNSS)： | LLH位置、ECEF位置和速度、NED速度、UTC時間、GNSS時間、SV.GNSS協(xié)議接入模式可用。 | ||
| （2）慣性測量單元 (IMU) 傳感器輸出 | |||
| 加速度計 | 陀螺儀 | 磁力計 | |
| 測量范圍： | ±8 g (標準) ±2 g, ±4 g, ±20 g, ±40 g (可選) | 300°/sec (標準) ±75, ±150, ±900 (可選) | ±8 Gauss |
| 非線性： | ±0.02% fs | ±0.02% fs | ±0.3% fs |
| 分辨率： | 0.02 mg (+/- 8 g | <0.003°/sec (300 dps | |
| 偏差不穩(wěn)定性： | ±0.04 mg | 8°/hr | -- |
| 初始偏置誤差： | ±0.002 g | ±0.04°/sec | ±0.003 Gauss |
| 標度系數(shù)穩(wěn)定性： | ±0.03% | ±0.05% | ±0.1% |
| 噪聲密度： | 20 μg/√Hz (2 g) | 0.005°/sec/√Hz (300°/sec) | 400 μGauss/√Hz |
| 對準誤差： | ±0.05° | ±0.08° | ±0.05° |
| 可調(diào)帶寬： | 225 Hz | 250 Hz | -- |
| 溫度范圍內(nèi)的失調(diào)誤差： | 0.06% (typ) | 0.04% (typ) | -- |
| 溫度增益誤差： | 0.03% (typ) | 0.03% (typ) | -- |
| 振動引起的噪聲： | -- | 0.072°/s RMS/g RMS | -- |
| (VRE) 振動校正誤差： | -- | 0.001°/s/g2 RMS | -- |
| IMU濾波： | 數(shù)字 sigma-delta 寬帶抗混疊濾波器到數(shù)字平均濾波器（用戶可調(diào)），按物理單位縮放。 | ||
| 采樣率： | 1 kHz | 4 kHz | 100 Hz |
| IMU數(shù)據(jù)輸出率： | 1 Hz to 500 Hz（標準模式） 1 Hz to 1000 Hz（傳感器直接模式） | ||
| （3）壓力高度計 | |||
| 范圍： | -1400 m to 10,000 m（1260-260 hPa） | ||
| 相對精度： | 在 800-1000 hPa 范圍內(nèi) ± 0.1 hPa @ T= 25°C | ||
| 分辨率： | 0.01hPa RMS | 采樣率： | 25Hz |
| （4）計算輸出 | |||
| 位置精度： | ±2 m RMS 水平，±5 m RMS 垂直（典型值） | ||
| 速度精度： | ±0.1 m/s RMS (typ) | 姿態(tài)航向范圍： | 所有軸向 360° |
| 姿態(tài)準確度： | EKF 輸出：±0.25° RMS 橫滾和俯仰，±0.8° RMS 航向（典型值） | ||
| CF 輸出：±0.5° RMS 橫滾、俯仰和航向（靜態(tài)，典型），±2.0° 橫滾、俯仰（動態(tài)，典型） | |||
| 姿態(tài)分辨率： | < 0.01° | 姿態(tài)重復(fù)精度： | 0.2°（典型值） |
| 計算更新率： | 500 Hz | ||
| 計算出的數(shù)據(jù)輸出率： | EKF 輸出：高達 500 Hz | ||
| CF 輸出：高達 500 Hz | |||
| （5）全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) (GNSS) 輸出 | |||
| 接收器類型： | 72 通道 GPS/QZSS L1 C/A、GLONASS L10F、北斗 B1、SBAS L1 C/A:WAAS、EGNOS、MSAS Galileo E1B/C | ||
| GNSS數(shù)據(jù)輸出速率： | 1 Hz to 4 Hz | 加速度極限： | ≤4g |
| 首次修復(fù)時間： | 冷啟動：27秒，重新捕獲：1秒 | 靈敏度 | 跟蹤：-164 dBm，冷啟動：-147 dBm |
| 熱啟動：<1秒 | 熱啟動： - 156 dBm | ||
| 測速精度： | 0.1 m/sec | 航向精度： | 0.5° |
| 水平位置精度： | 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)：2.5m CEP | 時間脈沖信號精度： | 30 nsec RMS |
| SBAS：2.0m CEP | < 60 nsec 99% | ||
| 海拔限制： | 50,000米 | 速度限制： | 500 m /秒（972節(jié)） |
| （6）工作參數(shù) | |||
| 溝通： | USB 2.0（全速）| TTL 串行（3.0 V 直流，9,600 bps 至 921,600 bps，默認 115,200） | ||
| 電源： | + 3.2 to 5.2 V dc | 功耗： | 500 mW (typ) |
| 工作溫度： | -40°C to +85°C | 機械沖擊極限： | 500g/1ms絕對最大生存能力。* |
| MTBF： | 400,094小時（Telcordia方法，GM/35C） | ||
| （7）物理規(guī)格 | |||
| 尺寸： | 38mm x 24mm x 9.7mm | 重量： | 8克 |
| 外殼材質(zhì)： | 鋁 | 法規(guī)符合性： | CE、REACH、ROHS |
| （8）集成 | |||
| 連接器： | 數(shù)據(jù)/電源： | Samtec FTSH 系列 | |
| GNSS天線： | MMCX型 | ||
| 連接套件： | Micro D9 | ||
| 軟件： | 包含 SensorConnect 和 MIP Monitor 軟件；兼容Windows XP/Vista/7/8/10 | ||
| 數(shù)據(jù)通信協(xié)議（DCP）： | GX3、GX4、RQ1、GQ4、GX5、CX5 和 CV5 產(chǎn)品系列的協(xié)議兼容性 | ||
| 軟件開發(fā)包（SDK）： | MicroStrain 通信庫 (MSCL) 開源許可證包括完整的文檔和示例代碼。 | ||
| * 注意：反復(fù)暴露于 > 2 倍滿量程可能會導(dǎo)致永久性損壞。 | |||
| 相關(guān)圖紙 | |
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| 產(chǎn)品圖 | 3DM-CX5-GNSS/INS |
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| 尺寸圖 | |
