DR 航位推算产品概览

什么是 DR（航位推算）

DR（Dead Reckoning，航位推算）是一种在 GNSS 信号丢失时，利用车辆运动传感器（IMU、车速脉冲等）推算位置的技术。

GNSS 信号丢失场景：
  - 隧道（最常见）
  - 地下停车场
  - 高架桥下
  - 城市峡谷（高楼遮挡）
  - 茂密树林

DR 工作原理：
  已知上一时刻位置 + 速度 + 方向 → 推算当前位置
  
  位置更新：
  x(t) = x(t-1) + v × cos(θ) × Δt
  y(t) = y(t-1) + v × sin(θ) × Δt
  
  其中：
  v = 速度（来自车速脉冲或 IMU 积分）
  θ = 航向角（来自陀螺仪积分）
  Δt = 时间间隔

IMU 传感器

DR 系统的核心是 IMU（惯性测量单元）：

IMU 组成

IMU = 加速度计（Accelerometer）+ 陀螺仪（Gyroscope）

加速度计：
  测量三轴加速度（ax, ay, az）
  单位：m/s² 或 g
  用途：检测运动加速度，辅助速度估计

陀螺仪：
  测量三轴角速度（ωx, ωy, ωz）
  单位：°/s 或 rad/s
  用途：测量旋转速率，积分得到角度变化

可选：磁力计（Magnetometer）
  测量地磁场方向
  用途：提供绝对航向参考（但受磁场干扰影响大）

IMU 误差特性

零偏（Bias）：
  传感器静止时的输出不为零
  随温度变化（温漂）
  随时间变化（时漂）
  
噪声（Noise）：
  随机噪声（白噪声）
  积分后误差随时间增长

标定（Calibration）：
  出厂标定：消除固定误差
  在线标定：GNSS 辅助实时估计误差

GNSS + IMU 融合算法

松耦合（Loosely Coupled）

GNSS 输出位置/速度 → 卡尔曼滤波器 ← IMU 输出加速度/角速度

优点：实现简单，GNSS 和 IMU 独立工作
缺点：GNSS 信号差时，输入质量下降
适用：GNSS 信号较好的场景

紧耦合（Tightly Coupled）

GNSS 原始观测量（伪距/多普勒）→ 卡尔曼滤波器 ← IMU 输出

优点：可以利用少于 4 颗卫星的信号
缺点：实现复杂
适用：城市峡谷等 GNSS 信号受限场景

深耦合（Deep/Ultra-tight Coupled）

GNSS 基带信号 → 联合处理 ← IMU 输出

优点：最强的抗干扰能力
缺点：实现极复杂，成本高
适用：军事、高端自动驾驶

移远 DR 产品

LG69T（车规级 GNSS + DR）

参数	规格
GNSS	GPS + GLONASS + BeiDou + Galileo
频段	L1 + L5（双频）
IMU	6轴（3轴加速度计 + 3轴陀螺仪）
DR 精度	< 0.5% 行驶距离（隧道内）
GNSS 精度	1cm（RTK 固定解）
更新率	100Hz（IMU）/ 10Hz（GNSS）
接口	UART / SPI / CAN
工作温度	-40°C ~ +105°C
认证	AEC-Q100 Grade 2（车规）

LC29H DA（双天线 + DR）

参数	规格
特点	双天线输入，精确航向角
航向精度	0.4°（天线间距 1m）
DR 功能	基于双天线航向 + 速度推算
应用	农机、工程机械、无人机

车速脉冲（ODO）接口

车辆 ABS 系统提供车速脉冲信号，是 DR 的重要输入：

车速脉冲特性：
  脉冲频率：与车速成正比
  典型值：4000 脉冲/km（即每米 4 个脉冲）
  电压：12V 或 5V（需要电平转换）

接入方式：
  LG69T 的 ODO 引脚 → 车辆 ABS 传感器信号线
  
  注意：
  - 需要电平转换（12V → 3.3V）
  - 需要隔离保护（汽车电气干扰）
  - 需要标定（确定每脉冲对应距离）

DR 系统标定

安装角标定

IMU 安装在车辆上，需要标定 IMU 坐标系与车辆坐标系的关系：

安装角（Mounting Angle）：
  Roll（横滚）：绕车辆前进方向旋转
  Pitch（俯仰）：绕车辆横向旋转
  Yaw（偏航）：绕垂直方向旋转

标定方法：
  1. 在开阔道路上直线行驶 500m
  2. 模组自动估计安装角
  3. 或手动测量安装角并配置

AT 指令配置（LG69T）：
  AT+QGPSCFG="dr_mountangle",roll,pitch,yaw
  例：AT+QGPSCFG="dr_mountangle",0,5,90

车速脉冲标定

标定步骤：
  1. 在已知距离的道路上行驶（如 1km 标定路段）
  2. 记录脉冲数
  3. 计算每脉冲距离 = 1000m / 脉冲数

AT 指令配置：
  AT+QGPSCFG="dr_odoscale",0.00025  # 每脉冲 0.25mm

典型应用

车载导航（隧道穿越）

场景：车辆进入隧道，GNSS 信号丢失
DR 工作流程：
  1. 进入隧道前：GNSS 定位，IMU 标定
  2. 进入隧道：GNSS 信号丢失，切换到 DR 模式
  3. DR 模式：IMU + 车速脉冲推算位置
  4. 出隧道：GNSS 信号恢复，DR 误差修正

DR 精度（典型隧道）：
  1km 隧道：位置误差 < 5m
  5km 隧道：位置误差 < 25m（0.5% × 5000m）

自动驾驶定位

需求：
  - 全天候定位（包括隧道、地下停车场）
  - 精度 10-20cm
  - 高更新率（100Hz）

方案：LG69T（RTK + DR）
  - 开阔环境：RTK 固定解，1-2cm
  - 隧道内：DR 模式，< 0.5% 误差
  - 融合输出：100Hz 高频位置更新