پیاده سازی الگوریتم تلفیق GPS/INS با استفاده از شبه فاصله های GPS

سیستم ناوبری یک وسیله متحرک، مقادیر سرعت، موقعیت و وضعیت لحظه ای وسیله را نسبت به یک دستگاه مرجع محاسبه می کند و در اختیار سیستم هدایت قرار می دهد. یکی از پرکاربردترین سیستم های ناوبری، سیستم ناوبری اینرسی است. با توجه به افزایش خطای سیستم ناوبری در طول زمان معمولا برای ناوبری های طولانی مدت از سیستم ناوبری تلفیقی استفاده می شود. یکی از مرسوم ترین سیستم های ناوبری تلفیقی، سیستم ناوبری تلفیقی INS با GPS است که هرکدام از آن ها مزایا و معایبی دارند که پوشش دهنده دیگری هستند. در این مقاله، دو الگوریتم تلفیق داده GPS و INS با رویکرد اتصال ضعیف و اتصال قوی پیاده سازی و مقایسه شده است. در روش اتصال ضعیف، اندازه گیری های GPS شامل موقعیت ها و سرعت ها است. در روش اتصال قوی، مدلی برای خطای GPS در نظر گرفته شده است که شامل دینامیک بایاس و رانش ساعت GPS است. نتیجه تلفیق داده GPS و INS به این روش به حقیقت نزدیک تر است؛ اما در روش اتصال ضعیف، نتیجه تلفیق میانگین داده های GPS را دنبال می کند. در اجرای الگوریتم تلفیق بااتصال قوی از داده های خام GPS که شبه فاصله و نرخ شبه فاصله به همراه اطلاعات نجومی بوده، استفاده شده است. در این مقاله، به منظور تلفیق اطلاعات داده های دو اندازه گیر از فیلتر کالمن توسعه یافته استفاده شده است. نتایج شبیه سازی برتری عملکرد تلفیق اتصال قوی نسبت به ضعیف را نشان می دهند. همچنین، الگوریتم تلفیق با رویکرد ضعیف به صورت سخت افزاری پیاده سازی و تست خودرویی آن در دو سناریوی وصل و قطع GPS انجام شده است.

Keywords:

ناوبری اینرسی , ناوبری رادیویی , فیلتر کالمن , تلفیق داده ها , شبه فاصله ها