علوم و فناوری فضایی

علوم و فناوری فضایی

تلفیق سیستم ناوبری اینرسی میکروالکترومکانیکی با روش سینماتیک آنی GPS برای کاربردهای دقیق

نویسندگان
جمال عسگری
علیرضا امیری سیمکویی
فرزانه زنگنه‌نژاد
چکیده
امروزه، از سیستم ناوبری اینرسی (INS)و سیستم تعیین موقعیت جهانی (GPS)، در کاربردهای مختلف ناوبری و تعیین موقعیت استفاده می‌شود. هر کدام از دو سیستم نامبرده مزایا و معایبی دارند؛ تلفیق GPS/INS، در طول دو دهة اخیر، برای غلبه بر معایب هر یک از دو سیستم (مشکل لزوم وجود دید آسمانی بین آنتن گیرنده و ماهواره در GPSو مشکل افزایش سریع خطا با زمان در INS) توسعه داده شده است. در سیستم‌های تلفیق از مشاهدات دقیق GPS، به منظور برآورد و تصحیح خطاهای INS، توسط فیلتر کالمن استفاده می‌شود. در یک سیستم تلفیق با دقت بالا انتظار می‌رود همة مجهولات فیلتر‌کالمن (شامل بردار خطایINS، موقعیت، سرعت و پارامترهای دلخواه دیگر) به طور دقیق برآورد شوند. در این مقاله، نتایج یک آزمایش میدانی ارائه شده است. هدف از این آزمایش، مقایسة مختصات حاصل از یکINSنسبتًا ارزان قیمت و مختصات حاصل از GPSRTKو نیز تلفیق GPS/INSبه روش غیر‌متمرکز، بوده است.پردازش انجام شده، توانایی INSغیر‌مکانیکی را که از فناوری میکرو‌الکترو‌مکانیکی بهره می‌برد در زمان‌های کوتاه نشان می‌دهد. هر چند برای دقت‌های بالاتر و همین‌طور مطالعات مرتبط با میدان‌ثقل باید از سیستم‌های اینرسی مکانیکی (دارای واحدهای اینرسی سنتی مکانیکی با دقت‌بالا) استفاده کرد.
کلیدواژه‌ها
GPS
INS
تلفیق GPS/INS
ناوبری
RTK
  1. Bevely, D.M., Rekow, A., and Parkinson, B., “Comparison of INS vs Carrier-Phase DGPS for Attitude Determination in the Control of off-road Vehicles”, Navigation Journal US Institute Navigation, Vol. 47, No. 4, 2000, pp. 257–265.
  2. Da, R., “Investigation of a low-cost and High-Accuracy GPS/IMU System”, Proceedings of ION National Technical Meeting, Santa Monica, California, 14–16 January, 1997, pp 955–963.
  3. Grejner-Brzezinska, D., Da, R., and Toth, C., “Positioning Accuracy of the Airborne Integrated Mapping System”, National Technical Meeting of the Institute of Navigation, Long Beach, California, 21-23 January, 1998, pp.713-721.
  4. Kwon, J.H., Jekeli, C, “A New Approach for Airborne Vector Gravimetry Using GPS/INS”, Journal of Geodesy, Vol. 74, No. 10, 2005, pp. 690–700.
  5. Grejner-Brzezinska, D., Da, R., and Toth, C., “GPS Error Modeling and OTF Ambiguity Resolution for High-Accuracy GPS/INS Integrated System”, Journal of Geodesy, Vol. 72, No. 11, 1998, pp. 626–638.
  6. Farrell, R.A, and Barth, M., The Global Positioning System & Inertial Navigation and Integration, McGraw-Hill, NewYork, 1998.
  7. Schwarz, K.P., El-Sheimy, N., and  Liu, Z., “Fixing GPS Cycle Slips by INS/GPS – Methods and Experiences,” Symp. on Kinematic Systems in Geodesy, Geomatics & Navigation (KIS94), Banff, Canada, 30 August – 2 September, 1994, pp. 265-275.
  8. Cannon, M.E., “Airbone GPS/INS with an Application to Aerotriangulation”, (Ph.D. Thesis), USCE Report Number 2004, Dept. of Geomatics Eng., the University of Calgary, 1991.
  9. Lee, H.K., Wang, J., and Rizos, C., “An Integer Ambiguity Resolution Procedure for GPS/pseudolite/INS Integration”, Journal of Geodesy, Vol.79, No. 4-5, 2005, pp. 242–255.
  10. Jekeli, C., Inertial Navigation Systems with Geodetic Applications, Berlin, New York, 2001.
  11. Titterton, D. H., and Weston, J. L., Strapdown Inertial Navigation Technology, 2nd edition, Peter Perengrinus Ltd., 2005.
  12. Savage, P. G., Strapdown Inertial Navigation - Lecture Notes, Technical Report, Strapdown Associates, 1997.
  13. Wong, R.V.C., Development of a RLG Strapdown Inertial Navigation System, (PhD Thesis), USCE Report Number 20027, Dept. of Geomatics Eng., the University of Calgary, 1988.
  14. Bar-Itzhack, I.Y, and  Berman, N., “Control Theoretic Approach to Inertial Navigation System”, AIAA Journal of Guidance, Control & Dynamics, Vol. 11, No. 3, 1988, pp. 237-245.

  • تاریخ دریافت 17 فروردین 1393
  • تاریخ بازنگری 30 دی 1402
  • تاریخ پذیرش 31 فروردین 1395
  • تاریخ اولین انتشار 31 فروردین 1395