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VN210, VectorNav 2020-12-14T11:35:16+00:00

Project Description

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CASE STUDY VN-200 VN-210

Defensa Unidades de Navegación Inercial

Sistemas de Navegación Inercial INS

VN-210 / VN-210E, INS asistido por GNSS, VectorNav

El VN-210 es un Sistema de Navegación Inercial (INS) de alto rendimiento que combina sensores inerciales MEMS de serie Táctica, un receptor GNSS de alta sensibilidad y algoritmos avanzados de filtrado Kalman para proporcionar estimaciones óptimas de posición, velocidad y orientación para aplicaciones industriales y militares. 

El VN-210 es un sistema de navegación inercial (INS) asistido por GNSS (GNSS/INS) de alto rendimiento y grado Táctico que incorpora la última tecnología de sensor inercial y GNSS. El VN-210 combina un acelerómetro de 3 ejes, un giróscopo de 3 ejes, un magnetómetro de 3 ejes, un receptor GNSS Multibanda en un módulo integrado compacto o una opción de empaque resistente para ofrecer una solución de posición, velocidad y actitud de alta precisión.

El VN-210 incorpora los últimos avances en algoritmos de navegación inercial del Filtro Kalman Extendido (EKF) de grado aeroespacial, diseñados específicamente para resolver los problemas que suelen enfrentar los usuarios de esta solución de tecnología de alta gama. El VN-210 utiliza el EKF integrado para combinar de manera óptima las mediciones del sensor inercial de gran ancho de banda con mediciones GNSS de alta precisión y bajo ancho de banda para proporcionar mediciones de posición, velocidad y actitud de alta precisión y baja latencia.

El VN-210 está disponible en dos opciones de empaque: una carcasa de aluminio anodizado y fresado con precisión diseñado para cumplir con los estándares DO-160G. Con conectores de E/S duales, el VN-210 ofrece la máxima flexibilidad para interactuar con receptores GNSS externos e IMU. Alternativamente, el VN-210 está disponible en una opción de montaje en placa en miniatura (el VN-210E) que ofrece un rendimiento IMU de grado táctico en un paquete compacto que brinda una capacidad sin precedentes para aplicaciones restringidas de SWaP-C.

CAPACIDADES:

  • Mediciones IMU
  • Rumbo magnético
  • Filtro de Actitud (VPE¹)
  • Filtro INS

¹ Vector Processing Engine, el conjunto de algoritmos y cajas de herramientas de estimación de actitud de VectorNav.

MECÁNICO

VN-210 VN-210E
    • Tamaño 56 x 56 x 31 mm 31 x 31 x 11 mm
    • Peso 155 g 14 g

.

CARACTERÍSTICAS AMBIENTALES Y ELÉCTRICAS

    • Temperatura de funcionamiento -40 °C a + 85 °C
    • Temperatura de almacenamiento -40 °C a + 85 °C
   
VN-210 VN-210E
    • Clasificación IP IP 68 según IEC 60529 (Sistema Integrado)
    • MTBF > 25,000 horas > 45,000 horas
    • Consumo de energía  < 2.7 W  < 1.5 W
    • Consume de corriente 110 mA @ 24 VDC 420 mA @ 3.3 VDC
    • Voltaje de entrada +12 a +34 VDC

(MIL-STD-1275E)

+3.2 a +3.5 VDC

(Sistema Integrado)

.

INTERFACES

  • Velocidad de salida (IMU): Hasta 800 Hz
  • Velocidad de salida (navegación) Hasta 400 Hz
   
VN-210 VN-210E
  • Interfaz principal RS-422 (Opcional RS-232) Serial TTL (2)
  • Interfaz de expansión RS-422
  • Conectores de alimentación y E/S Circular Push-Pull Fischer (Sistema Integrado)
UltiMate (10-pin x 2; Tamaño 7)
  • Conectores GNSS RF SMA U.FL

.

NAVEGACIÓN

    • Rumbo (Magnético)¹ 2.0° RMS
    • Rumbo (INS)²³ 0.05° a 0.1°, 1σ
    • Cabeceo / Balanceo (Estático) < 0.05° RMS
    • Cabeceo / Balanceo (INS)³ < 0.015°, 1σ
    • Precisión de Posición Horizontal 1.0 m RMS
    • Precisión de Posición RTK⁴ 0.01 m + 1 ppm CEP
    • Precisión de Posición Vertical 1.5 m RMS
    • Precisión de la Velocidad < 0.05 m/s
    • Resolución angular < 0.001 °

¹ Con la declinación magnética adecuada, el entorno magnético adecuado y la calibración apropiada para entornos de alta y baja intensidad magnética.

² Dependiendo de una serie de factores, comuníquese con VectorNav para discutir el rendimiento esperado en su aplicación

³ Con suficiente movimiento para una alineación dinámica.

⁴ Depende de las condiciones atmosféricas, la longitud de la línea de base, la antena GNSS, las condiciones de multipath, la visibilidad y la geometría del satélite.

IMU

Acelerómetros Giróscopos Magnetómetros
• Rango          ±15 g ±2000 °/s ±2.5 Gauss
• Estabilidad de BIAS en ejecución (Varianza de Allan) < 0.01 mg < 1 °/hr (0.4-0.7°/hr.típ.)
• Linealidad < 150 ppm 100 ppm < 0.1 % FS
• Densidad de Ruido 0.04 mg/ѴHz 5 °/hr/ ѴHz 140 μGauss/ѴHz
• Ancho de banda 240 Hz 240 Hz 200 Hz
• Sensibilidad de Eje Transversal ±0.05 ° ±0.05 ° ±0.05 °

.

GNSS

Tipo de receptor 184 canales, L1/L2/E5b GNSS
Tiempo hasta la primera solución (arranque en frío) 24 s
Tiempo hasta la primera solución (arranque en caliente)   2 s
Límite de altitud 50,000 m
Límite de velocidad 500 m/s

.

ENTRADA / SALIDA

• Protocolos Serie VectorNav Binary, VectorNav ASCII, NMEA
• Salidas de datos Ángulos de Euler (Yaw, Pitch, Roll); Cuaternio; Posición; Velocidad;
  Integrales de coning y sculling (V’s, ‘s); Dirección Cosine Matrix;
  Aceleración, velocidad angular y campo magnético
• Filtración Filtro de Kalman extendido;
Parámetros de ajuste configurables por el usuario;
  Rechazo de disturbio activo; Filtrado adaptativo.
• Sensores externos compatibles GNSS, magnetómetro.
• Sincronización Pines de E/S Sync-In, Sync-Out, GPS PPS: 30 ns RMS, 60 ns 99%.

.

CALIBRACIÓN DE FÁBRICA

Cada unidad de la serie Táctica se somete a una extensa calibración individual del sensor en todo su rango de temperatura operacional (-40 °C a + 85 °C) por bias, factor de escala, desalineación, dependencias de la temperatura y sensibilidad al giro.

RENDIMIENTO DE SERIE TÁCTICA

  • <1° / hr estabilidad bias giróscopo en ejecución.
  • < 10 micro-g en estabilidad de bias de aceleración en ejecución.
  • Ultra bajo ruido de aceleración y giro (0.04 mg /ѴHz y 5°/hr/ѴHz).
  • Rangos de alta aceleración y giro. (± 15 g y ± 490°/s).

ALGORITMOS LÍDERES DE LA INDUSTRIA

Cada producto de la serie Táctica cuenta con un robusto Filtro de Kalman Extendido (EKF) junto con un conjunto de algoritmos de alto rendimiento que se ejecutan completamente a bordo de los sensores. Los algoritmos líderes de la industria de VectorNav proporcionan estimaciones de posición, velocidad y actitud de alta precisión junto con mediciones inerciales compensadas a velocidades de hasta 800 Hz.

RUMBO MAGNÉTICO; CABECEO & BALANCEO

  • Actitud continua en el rango de 360°.
  • Seguimiento y compensación de giróscopos en tiempo real.
  • Calibración de entornos alta y baja intensidad 3D.
  • Cajas de herramientas VPE 2.0:

                        – Rechazo de perturbaciones magnéticas y de aceleración en tiempo real.

                        – Filtrado adaptativo de señales.

                        – Cajas de herramientas dinámicas de ajuste de filtros.

  • Modelos de referencia mundial de gravedad y magnetismo
  • Ayudante de velocidad (velocidad del aire, GPS)

POSICIÓN ASISTIDO POR GNSS, VELOCIDAD & ACTITUD

  • Inicialización automática del filtro y alineación dinámica.
  • Seguimiento y compensación de bias de giro y aceleración en tiempo real
  • Compensación de retraso del GPS
  • Sincronizado con el tiempo GPS
  • Transición automática entre los modos AHRS e INS
  • Funciona como un verdadero sistema de navegación inercial, sin restricciones de montaje ni suposiciones de alineación de nivel

APLICACIONES

La serie VectorNav Táctica se ha diseñado desde cero para ofrecer soluciones de navegación inercial robustas para una amplia gama de aplicaciones y entornos operativos. Ya sea que se trate de una plataforma aérea, marítima o terrestre, la Serie Táctica ofrece a los integradores de sistemas opciones de configuración de hardware y software versátiles para satisfacer los requisitos de navegación más exigentes. La serie Táctica es adecuada para integrar en sistemas restrictivos por causas de tamaño, peso, potencia y costo (SWaP-C) en la industria aeroespacial, militar, marítima, entre otras.

TIERRA

  • Navegación de vehículo de tierra
  • Cámara / Antena / Plataforma Estabilización y Señalización
  • Geo-referencia y mapeo
  • Control de robótica y navegación
  • Captura de movimiento del cuerpo

AÉREO

  • UAV y navegación de aviones tripulados
  • Pilotos automáticos
  • Cámara / Antena / Plataforma Estabilización y Señalización
  • Geo-referencia y mapeo
  • Armas inteligentes

MAR

  • Navegación ASV y ROV
  • Estabilización de la antena marina
  • Hidrografía
  • Boyas oceánicas
  • Monitoreo del clima
  • Monitoreo de la plataforma

direccion

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