在組合導(dǎo)航領(lǐng)域，航向角精度是設(shè)備的生死線，無(wú)論是低空無(wú)人機(jī)航拍的影像拼接，還是測(cè)繪工程的方向基準(zhǔn)校準(zhǔn)，一絲航向誤差都可能導(dǎo)致最終成果偏離規(guī)范要求。同為MEMS組合導(dǎo)航方案，為何部分產(chǎn)品航向精度僅能達(dá)到±0.1°，而ER-GNSS/MINS-01（下稱“組合導(dǎo)航01”）卻能穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)±0.05°（雙天線GNSS模式），后處理精度更是低至±0.01°？
答案的核心，藏在組合導(dǎo)航01的雙天線設(shè)計(jì)中。并非簡(jiǎn)單多裝一根天線，而是通過(guò)硬件參數(shù)優(yōu)化與算法協(xié)同，直接突破單天線方案的精度瓶頸。本文將從單天線短板拆解，雙天線設(shè)計(jì)邏輯，精度保障原理三個(gè)維度，解析這一設(shè)計(jì)為何能成為組合導(dǎo)航01航向精度的壓艙石。

一、單天線方案的航向精度瓶頸，到底卡在哪？
航向角是載體指向與正北方向的夾角，其精度依賴絕對(duì)方向基準(zhǔn)，但單天線方案在此存在不可規(guī)避的短板，尤其在低速或靜止場(chǎng)景中問(wèn)題凸顯。
單天線的航向角計(jì)算，本質(zhì)依賴GNSS 單點(diǎn)定位的軌跡推算，需通過(guò)前后兩個(gè)位置點(diǎn)的坐標(biāo)差反推航向（即軌跡方位角）。若載體處于低速或靜止?fàn)顟B(tài)，前后位置點(diǎn)幾乎重合，坐標(biāo)差趨近于零，航向角會(huì)出現(xiàn)數(shù)值震蕩，甚至無(wú)法輸出有效數(shù)據(jù)；如遇 GNSS 信號(hào)遮擋、多路徑效應(yīng)，精度也會(huì)快速劣化，無(wú)法滿足測(cè)繪級(jí)需求。

二、雙天線基線設(shè)計(jì)如何從硬件破局？
組合導(dǎo)航01的雙天線基線采用固定間距設(shè)計(jì)，核心是通過(guò)兩顆天線的相對(duì)位置建立方向基準(zhǔn)，徹底擺脫對(duì)載體自身運(yùn)動(dòng)的依賴，硬件端的優(yōu)化邏輯可歸結(jié)為：
1.固定基線間距：平衡精度與實(shí)用性
根據(jù) GNSS 相對(duì)定位原理，雙天線無(wú)需依賴載體運(yùn)動(dòng)，只需通過(guò)兩顆天線的衛(wèi)星信號(hào)計(jì)算基線向量（含距離、方位角信息），即可直接反推航向角。組合導(dǎo)航 01 的基線間距經(jīng)多場(chǎng)景實(shí)測(cè)優(yōu)化，過(guò)短會(huì)放大方位角計(jì)算誤差，過(guò)長(zhǎng)則增加載體安裝難度，當(dāng)前固定間距既確保了方位角計(jì)算精度，又適配無(wú)人機(jī)、無(wú)人車等多數(shù)載體的安裝空間，實(shí)現(xiàn)靜止?fàn)顟B(tài)秒出航向角。
2.全系統(tǒng)全頻點(diǎn)天線：保障信號(hào)連續(xù)性
兩顆天線均支持 BDS/GPS/GLONASS/Galileo/QZSS 全系統(tǒng)全頻點(diǎn)接收，主從天線同步匹配關(guān)鍵頻點(diǎn)（如 BDS B1L/B2L/B3L、GPS L1C/A/L2C）。即便在城市峽谷等信號(hào)復(fù)雜場(chǎng)景，雙天線也能通過(guò)多系統(tǒng)信號(hào)互補(bǔ)，避免單天線信號(hào)斷連，確?；€向量計(jì)算的連續(xù)性，為航向精度提供穩(wěn)定輸入。

三、算法協(xié)同（GNSS+INS）,如何鎖死航向精度？
雙天線基線與 INS的算法融合可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)景精度覆蓋，核心邏輯分兩步：
1.RTK 載波相位差分：構(gòu)建航向精度的絕對(duì)基準(zhǔn)
組合導(dǎo)航 01 的 GNSS 模塊支持 RTK，雙天線模式下通過(guò) 載波相位差分計(jì)算基線向量。兩顆天線接收同一衛(wèi)星的載波相位信號(hào)，消除衛(wèi)星鐘差、電離層延遲等公共誤差后，精準(zhǔn)獲取天線間相對(duì)位置關(guān)系，進(jìn)而反推航向角。這一過(guò)程無(wú)需依賴單點(diǎn)定位，航向精度直接取決于基線向量計(jì)算精度，為測(cè)繪級(jí)精度奠定基礎(chǔ)。
2.動(dòng)態(tài)權(quán)重融合：解決動(dòng)態(tài) + 失鎖場(chǎng)景的精度續(xù)接
組合導(dǎo)航 01 內(nèi)置導(dǎo)航級(jí) MEMS 陀螺與高精度加速度計(jì)，通過(guò)動(dòng)態(tài)權(quán)重算法與 GNSS 數(shù)據(jù)融合：
靜態(tài)/低速、GNSS 信號(hào)穩(wěn)定時(shí)：以 GNSS 基線向量為主，修正INS的零偏誤差，確保航向精度穩(wěn)定；
中高速動(dòng)態(tài)時(shí)：提升 INS 權(quán)重，依托陀螺高動(dòng)態(tài)響應(yīng)，彌補(bǔ) GNSS 信號(hào)延遲；
GNSS 短暫失鎖時(shí)：切換為 INS 主導(dǎo)，依托陀螺低零偏特性續(xù)算航向角，在規(guī)定失鎖時(shí)間內(nèi)保持精度穩(wěn)定，避免作業(yè)中斷。

四、雙天線基線設(shè)計(jì)的核心價(jià)值，不止于精度
組合導(dǎo)航 01 的雙天線基線設(shè)計(jì)，本質(zhì)是掌握航向精度優(yōu)化的核心邏輯：它不僅解決了單天線的痛點(diǎn)，更構(gòu)建了 “硬件+ 算法” 的精度保障體系 —— 前者確保有信號(hào)就有穩(wěn)定基準(zhǔn)，后者確保無(wú)信號(hào)仍能續(xù)接精度，二者協(xié)同才讓測(cè)繪級(jí)航向精度落地。

審核編輯 黃宇