AHRS航姿參考系統(tǒng)

AHRS稱為航姿參考系統(tǒng)包括多個(gè)軸向傳感器，能夠?yàn)轱w行器提供航向，橫滾和側(cè)翻信息，這類系統(tǒng)用來為飛行器提供準(zhǔn)確可靠的姿態(tài)與航行信息。

AHRS航姿參考系統(tǒng)包括基于MEMS的三軸陀螺儀，加速度計(jì)和磁強(qiáng)計(jì)，其中航姿參考系統(tǒng)與慣性測量單元IMU的區(qū)別在于，AHRS航姿參考系統(tǒng)包含了嵌入式的姿態(tài)數(shù)據(jù)解算單元與航向信息，慣性測量單元（IMU）僅僅提供傳感器數(shù)據(jù)，并不具有提供準(zhǔn)確可靠的姿態(tài)數(shù)據(jù)的功能，目前常用的航姿參考系統(tǒng)（AHRS）內(nèi)部采用的多傳感器數(shù)據(jù)融合進(jìn)行的航姿解算單元為卡爾曼濾波器。

航向姿態(tài)參考系統(tǒng)能夠提供航向、橫滾和側(cè)翻等姿態(tài)信息，機(jī)械陀螺儀及光纖陀螺儀等高精度慣性導(dǎo)航器件價(jià)格昂貴，難以得到推廣，目前MEMS傳感器在消費(fèi)類電子產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，但是MEMS角速率陀螺儀存在嚴(yán)重的零點(diǎn)漂移和隨機(jī)誤差，在捷聯(lián)慣性導(dǎo)航解算中會產(chǎn)生積分誤差，難以達(dá)到應(yīng)用的精度，加速度計(jì)和磁場計(jì)能分別測量出重力加速度和地磁場這兩個(gè)不相關(guān)的三維矢量，可以作為平臺姿態(tài)的觀測矢量來校準(zhǔn)陀螺儀，同時(shí)擴(kuò)展卡爾曼濾波可以結(jié)合這幾種傳感器的特點(diǎn)，以陀螺儀測量得到的角速率作預(yù)測更新，以重力加速度和磁場觀測更新，得到更高精度的姿態(tài)角信息。

MEMS器件的AHRS硬件基本組成為三軸角速率陀螺儀、三軸加速度計(jì)、三軸磁阻傳感器。

SBG Systems公司Ellipse-A是一款小型化、高性能基于MEMS 的姿態(tài)參考系統(tǒng)。它包括了一個(gè)慣性測量單元（IMU）和運(yùn)行一個(gè)增強(qiáng)的擴(kuò)展卡爾曼濾波（EKF），提供姿態(tài)（俯仰，橫滾，航向）、升沉等數(shù)據(jù)。Ellipse-A 共有3 個(gè)版本，BOX 版、小尺寸OEM 版以及體積小的Micro版，BOX版和OEM版只是在封裝以及接口外形有區(qū)別，Micro 版將慣導(dǎo)的接口做成通用接口，方便接線以及調(diào)試，三者測量精度方面無區(qū)別。

SBG Systems公司Ellipse-A航姿參考系統(tǒng)AHRS特點(diǎn)
（1）極低噪音的陀螺儀
（2）1~200Hz 的數(shù)據(jù)輸出頻率
（3）-40~85℃全溫范圍測試以及校準(zhǔn)
（4）有眾多的測量運(yùn)動模型可供選擇（飛機(jī)、無人機(jī)、車輛、船、重型機(jī)械等）