隨著 MTi-8和MTi-680(G) RTK GNSS/INS 的發(fā)布，Xsens 還引入了一個(gè)新的配置參數(shù)，稱為 GNSS 杠桿臂(Level Arm)。 GNSS 杠桿臂是獲得可靠的厘米級(jí)位置、速度和方向數(shù)據(jù)的基本參數(shù)。除了數(shù)據(jù)表中提供的信息外，本文還對(duì) GNSS 杠桿臂進(jìn)行了更深入的分析。

GNSS 杠桿臂設(shè)置考慮了 MTi（測量慣性數(shù)據(jù)的位置）與 GNSS 接收器天線位置之間的相對(duì)位置。將此信息提供給 MTi 將使傳感器融合算法庫能夠補(bǔ)償這兩個(gè)測量位置之間的動(dòng)態(tài)差異。下圖可視化了這些動(dòng)態(tài)差異：:

如圖所示，MTi 位于系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)中心，例如汽車、機(jī)器人或無人機(jī)。 GNSS 天線安裝在同一車輛上，它與MTi的距離， 遠(yuǎn)大于 GNSS 接收器的測量精度。當(dāng)車輛旋轉(zhuǎn)時(shí)，MTi 保持在相同的全局位置并且只經(jīng)歷一次旋轉(zhuǎn)。相反，GNSS 天線除了旋轉(zhuǎn)外還經(jīng)歷線性位移。

向 MTi 提供此杠桿臂信息有兩個(gè)主要原因：

知道這個(gè)確切的偏移量允許 MTi 的傳感器融合算法庫轉(zhuǎn)換 GNSS 接收器數(shù)據(jù)，使其與慣性測量數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)相匹配。不正確的杠桿臂設(shè)置可能導(dǎo)致未定義的狀態(tài)估計(jì)，進(jìn)而導(dǎo)致傳感器融合算法的性能下降，例如位置、速度和方向的錯(cuò)誤估計(jì)。以上圖為例，它可以造成這樣的情況：MTi 根據(jù) GNSS 數(shù)據(jù)“認(rèn)為”車輛正在移動(dòng)，而實(shí)際上它只是圍繞其軸旋轉(zhuǎn)。

將從 MTi 生成的位置輸出數(shù)據(jù)中減去杠桿臂。因此，位置數(shù)據(jù)將指示 MTi 的位置，而不是 GNSS 天線的位置。

GNSS接收器的定位精度與GNSS杠桿臂有什么關(guān)系？

對(duì)這個(gè)問題的簡短回答是，隨著 GNSS 測量精度的提高，GNSS 杠桿臂變得更加重要。再次考慮上一段中用于可視化 GNSS 杠桿臂的圖像。三個(gè)測量之間的位移（“路徑”）由 GNSS 接收器清楚地確定，因?yàn)樗哂凶銐虻臏y量精度?，F(xiàn)在考慮相同的實(shí)驗(yàn)，但使用測量精度僅為 1 米（而不是 1 厘米）的 GNSS 接收器。三個(gè)連續(xù)的測量結(jié)果不夠準(zhǔn)確，無法確定 GNSS 天線的路徑?；谌齻€(gè)測量和有限的測量精度，我們甚至不能肯定地說天線已經(jīng)移動(dòng)了。在這種情況下，GNSS 杠桿臂不會(huì)發(fā)揮重要作用，并且被 MTi 忽略。

GNSS 杠桿臂的重要性不僅取決于 GNSS 測量的準(zhǔn)確性； GNSS 杠桿臂的長度也有影響。考慮一艘大型海上船只，其船體中心安裝了 MTi-G-710，天線安裝在 MTi 上方 10 米的桅桿頂部。如果船舶經(jīng)歷強(qiáng)烈的橫滾和俯仰動(dòng)態(tài)，那么安裝在桅桿上的天線將經(jīng)歷線性位移，即使使用精度較低的 GNSS 接收器也可以觀察到。在這種情況下，向融合算法庫提供 GNSS 杠桿臂信息可以提高 MTi 的性能。

目前，MTi-8和MTi-680(G) 是 MTi 產(chǎn)品組合中支持這種杠桿臂設(shè)置的產(chǎn)品，因?yàn)樗奈恢脭?shù)據(jù)精確到厘米。 MTi-7、MTi-670 和 MTi-G-710 的傳感器融合算法假定 GNSS 天線的位置與 MTi 本身大致相同。

如何測量和保存 GNSS 杠桿臂？

GNSS 杠桿臂是用戶在安裝 MTi 后需要測量和保存的參數(shù)。它作為 X-Y-Z 坐標(biāo)向量存儲(chǔ)在 MTi 的內(nèi)存中，相對(duì)于 MTi 傳感器坐標(biāo)系的原點(diǎn)*。單位是米，但如果可能，應(yīng)以厘米級(jí)精度確定杠桿臂。

注意：GNSS 杠桿臂的默認(rèn)值為 [0, 0, 0] (m)。這意味著默認(rèn)情況下，MTi 假定 MTi 及其 GNSS 天線位于同一位置！

下圖顯示了在 MTi 及其 GNSS 天線集成到汽車后如何測量 GNSS 杠桿臂的示例。 X-Y-Z 坐標(biāo)應(yīng)根據(jù)傳感器坐標(biāo)系測量，該坐標(biāo)系已印在 MTi 側(cè)面標(biāo)簽上。 需要注意坐標(biāo)的符號(hào)：如果天線安裝在 MTi 的右側(cè)，則 Y 坐標(biāo)應(yīng)為負(fù)值。

該車輛的最終 GNSS 杠桿臂矢量為 [1.00, 0.50, 0.80] (m)。

可以使用 MT Manager中的設(shè)備設(shè)置(Device Settings)窗口或使用 setGnssLeverArm 低級(jí)通信命令設(shè)置和保存 GNSS 杠桿臂。

如果 MTi-8或MTi-680(G) 未與被跟蹤的物體對(duì)齊，可以應(yīng)用傳感器對(duì)齊矩陣 (RotSensor) 來彌補(bǔ)這一點(diǎn)，請注意仍應(yīng)根據(jù)原始傳感器坐標(biāo)系(印在 MTi 的側(cè)面標(biāo)簽上)輸入 GNSS 杠桿臂 。 GNSS 杠桿臂不受 RotSensor 矩陣的影響。

*可以在產(chǎn)品的數(shù)據(jù)表中找到 MTi 原點(diǎn)的確切位置。

不正確使用GNSS 杠桿臂的結(jié)果

GNSS 杠桿臂被認(rèn)為是靜態(tài)偏移，這意味著 MTi 的傳感器融合算法假設(shè)相對(duì)距離（相對(duì)于 MTi 的傳感器坐標(biāo)系）不隨時(shí)間變化。 向 MTi 提供不正確的杠桿臂參數(shù)，可能會(huì)導(dǎo)致 MTi 的位置、速度和方向數(shù)據(jù)輸出性能下降。

當(dāng) MTi 及其 GNSS 天線安裝在靈活（非剛性）的車輛或物體上時(shí)，可能會(huì)在一定程度上違背 GNSS 杠桿臂的工作原理。 在桌面測試期間也經(jīng)常發(fā)生不正確的使用行為：例如，出于測試目的，將 MTi 連接到 PC 并將 GNSS 天線留在窗戶附近以實(shí)現(xiàn) GNSS 固定解。 如果 MTi 本身移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，GNSS 杠桿臂的工作原理將受到違背。

MTi-680G還配備了升級(jí)的配套軟件，與非RTK模塊相比，該軟件能夠顯著提升模塊的內(nèi)部信號(hào)處理速度。通過將全球定位坐標(biāo)與模塊的姿態(tài)、航向和速度輸出同步，MTi-680G可為任何載體設(shè)備提供多方位的定位和導(dǎo)航輸出，包括以最大輸出數(shù)據(jù)速率400Hz高速移動(dòng)的無人機(jī)等設(shè)備。

這款支持RTK的模塊還提供以下功能：

對(duì)每個(gè)產(chǎn)品設(shè)備進(jìn)行精確出廠校準(zhǔn)

強(qiáng)大的抗磁干擾能力

自適應(yīng)軟件運(yùn)行，可在各類應(yīng)用場景中優(yōu)化性能

易于使用的免費(fèi)MT Software Suite開發(fā)工具，便于加快集成到最終產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的速度

Xsens的熱門MTi開發(fā)工具包，提供開箱即用的操作體驗(yàn)