惯性测量单元 （IMU）、全球定位进行建模系统（GPS）和惯性导航系统（INS）建模

传感器融合和跟踪工具箱，能够对惯性测量单元 （IMU）、全球定位进行建模 系统（GPS）和惯性导航系统（INS）建模。可以通过以下方式对特定硬件进行建模 将模型的属性设置为硬件数据表中的值。可以调整环境和噪声属性，以模拟真实世界的环境。可以使用这些 用于测试和验证融合算法的模型，或在开发时作为占位符 更大的应用程序。

本教程概述了传感器融合和跟踪工具箱中的惯性传感器和 GPS 模型。

 一、惯性测量单元

IMU 是安装在平台上的电子设备。IMU 由 报告有关平台运动的各种信息的个人传感器。模数单元 组合多个传感器，其中可以包括加速度计、陀螺仪和 磁力计。

使用此工具箱，从 IMU 模型返回的测量值使用以下单位 并协调公约。 

通常，IMU 返回的数据融合在一起并解释为滚动， 俯仰，和平台的偏航。真实世界的 IMU 传感器可以有不同的轴 每个单独的传感器。传感器融合和跟踪工具箱提供的模型假定各个传感器轴对齐。 

​ 要创建 IMU 传感器模型，请使用imuSensor系统对象™。 ​

IMU = imuSensor

​默认 IMU 模型包含一个理想的加速度计和一个理想的陀螺仪。Theandobjects 定义了 加速度计和陀螺仪配置。您可以设置这些属性 对象来模拟特定的硬件和环境。有关 IMU 的更多信息 参数对象，请参阅加速度参数、陀螺参数和磁参数参数。 ​

要对接收 IMU 传感器数据进行建模，请使用真实值调用 IMU 模型 平台的加速度和角速度：

可以生成输入到 IMU 模型的地面实况轨迹 使用运动学轨迹和航点轨迹。

二、全球定位系统

全球定位系统 （GPS） 为平台提供 3D 位置信息 （接收器）在地球表面。

 GPS由一个连续绕地球运行的卫星星座组成。 卫星保持一种配置，使得平台始终在视野之内 至少四颗卫星。通过测量来自 卫星到平台，平台的位置可以三边化。 卫星为广播信号加盖时间戳，将其与平台的时钟进行比较 收到后。需要三颗卫星才能在三颗卫星中对一个位置进行三边测量 尺寸。需要第四颗卫星来校正时钟同步 平台和卫星之间的错误。

Sensor Fusion and Tracking Toolbox 提供的 GPS 仿真对已处理的平台（接收器）数据进行建模 并解释为高度、纬度、经度、速度、地速。

从 GPS 模型返回的测量值使用以下单位和坐标 约定。 

 GPS模型使您能够设置高水平的精度和噪声参数，以及 作为接收器更新速率和参考位置。

​ 要创建 GPS 模型，请使用gpsSensor系统对象。 ​

GPS = gpsSensor

要对接收 GPS 传感器数据进行建模，请使用地面实况调用 GPS 模型 平台的位置和速度：

truePosition = [1 0 0];
trueVelocity = [1 0 0];
[LLA,velocity,groundspeed,course] = GPS(truePosition,trueVelocity)

可以生成输入到 GPS 模型的地面实况轨迹 使用运动学轨迹和航点轨迹。

三、惯性导航系统与全球定位系统

惯性导航系统 （INS） 使用惯性传感器，例如在 IMU：加速度计、陀螺仪和磁力计。INS 熔断惯性传感器 用于计算平台位置、方向和速度的数据。INS/GPS 使用 用于校正 INS 的 GPS 数据。通常，INS 和 GPS 读数与 扩展卡尔曼滤波器，其中INS读数用于预测步骤，以及 GPS 读数用于更新步骤。INS/GPS的常见用途是 当 GPS 信号不可靠时进行航位推算。

“INS/GPS”是指整个系统，包括过滤。移民归化局/全球定位系统 传感器融合和跟踪工具箱提供的仿真对 INS/GPS 进行建模并返回位置、速度和方向 惯性传感器和GPS接收器基于地面事实报告的情况 运动。

从INS/GPS返回的测量值使用以下单位和坐标 约定。

 要创建 INS/GPS 模型，请使用insSensorSystem 对象。您可以通过调整精度来对真实世界的 INS/GPS 系统进行建模 融合数据：横滚、俯仰、偏航、位置和 速度。

INS = insSensor

要对接收 INS/GPS 传感器数据进行建模，请使用 平台的地面实况位置、速度和方向：

trueMotion = struct( ...
        'Position',[0 0 0], ...
        'Velocity',[0 0 0], ...
        'Orientation',quaternion(1,0,0,0));
measurement = INS(trueMotion)