تصحیح کالیبراسیون حسگرهای سیستم ناوبری حین عملکرد با پیاده سازی ساختار غیرمتعامد شتاب سنج ها

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر/ دانشگاه کاشان

2 دانشجوی دکتری/ دانشگاه صنعتی امیرکبیر

3 عضو هیات علمی / دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

در این مقاله یک سیستم ناوبری اینرسی بر اساس نصب غیر متعامد سنسور‌ها طراحی می گردد. در این طرح که در یک سیستم ناوبری اینرسی متصل به بدنه انجام می‌گردد بر خلاف روش رایج نصب سنسورها به صورت متعامد، سنسور ها مخصوصاً شتاب سنج ها هنگام نصب دارای محورهای حساس غیرمتعامد خواهند بود. در توضیح باید گفت، اهمیت کالیبراسیون بلوک‌های ناوبری اینرسی در دقت ناوبری بسیار زیاد بوده و از این رو سعی می‌شود تا بلوک ناوبری اینرسی و حسگر‌های آن با بیشترین دقت ممکن کالیبره شوند. به دلایل مختلف، ضرایب کالیبراسیون حسگر‌های اینرسی در طول زمان اعتبار خود را از دست می‌دهند و همین امر کالیبراسیون متناوب آن‌ها را ضروری می‌سازد. در این مقاله یک روش تصحیح کالیبراسیون پیش از پرتاب پیشنهاد می‌شود که نه تنها، احتیاج به کالیبراسیون چندباره بلوک‌های ناوبری را جبران می‌کند در کاهش خطای ناوبری ناشی از تعیین وضعیت اولیه، مدل گرانش زمین و خطاهای محاسباتی نیز اثرگذار است. در این روش با استفاده از شتاب گرانش محلی و سرعت دوران زمین، سعی می‌شود تا در زمان پیش از پرتاب، انحراف بوجود آمده در ضرایب کالیبراسیون و بعضی خطاهای دیگر جبران شود. در ضمن برای رفع مشکل عدم مشاهده‌پذیری شتاب‌سنج‌های عمود بر بردار جاذبه زمین، پیشنهاد نصب غیرمتعامد شتاب‌سنج‌ها ارائه می‌شود که جزئیات بیش‌تر و محاسبات مربوط به این روش در بدنه مقاله آمده است. در انتها نتایج پیاده‌سازی ساختار غیرمتعامد، به وضوح بهبود دقت ناوبری در اثر تخمین مناسب ضرایب جبران‌سازی را نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Calibration correction of sensors of the navigation system during operation by implementing non-orthogonal structure of accelerometers

نویسندگان [English]

  • Seyed Ali Zahiripour 1
  • Ayoob Abdoli Hosseinabadi 2
  • mohammad bagher menhaj 3
1 Faculty of Electrical and computer Engineering/ university of kashan
2 Phd student/ Amirkabir University of Technology
3 Professor, Amirkabir University of Technology, Tehran
چکیده [English]

In this paper, an inertial navigation system is designed based on non-orthogonal installation of sensors. In this design, which is done in an inertial navigation system attached to the body, unlike the conventional method of installing sensors vertically, the sensors, especially accelerometers, will have non-inverted sensitive axes during installation. It should be noted that the importance of calibration of inertial navigation blocks in navigation accuracy is very high and therefore we try to calibrate the inertial navigation block and its sensors as accurately as possible. For various reasons, the calibration coefficients of inertial sensors lose their validity over time, which necessitates their intermittent calibration. In this paper, a pre-launch calibration correction method is proposed that not only compensates for the need for repeated calibration of navigation blocks, but also reduces the navigation error due to initial positioning, ground gravity model and computational errors. . In this method, using local gravity acceleration and the speed of the earth, it is tried to compensate for the deviation in the calibration coefficients and some other errors in the time before launch. In addition, to solve the problem of non-observability of accelerometers perpendicular to the gravity vector, it is suggested to install non-invertebrate accelerometers. More details and calculations related to this method are given in the body of the article. Finally, the results of the implementation of the non-vertical structure clearly show the improvement of the navigation accuracy due to the proper estimation of the compensation coefficients.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Non-orthogonal installation of sensors
  • calibration correction
  • Navigation Accuracy
  • least squares method