تلفيق سامانه هاي GPS و INS با استفاده از فيلتر كالمن با تخمين مدل چندگانه

كارشناسي ارشد

يكي از معايب سامانه ناوبري اينرسي، افزايش خطاي آن باگذشت زمان به دليل وجود خطا در حسگرهاي اندازه‌گيري اينرسي مي‌باشد. به همين دليل، همواره براي دستيابي به دقت بالاتر در ناوبري هاي طولاني مدت از سامانه هاي ناوبري كمكي در كنار آن استفاده شده است. ﺳامانه ﻣﻮﻗﻌﻴﺖياب جهاني با توجه به خواص مكمل خود با سامانه ناوبري اينرسي، مناسب ترين سامانه كمكي محسوب مي شود. در اين پايان نامه، جهت افزايش دقت ناوبري در تلفيق GPS/INS، يك رويكرد فيلترينگ كالمني مستقيم مبتني بر مدل چندگانه تعاملي معرفي شده است. در ساختار IMM-RSTEKF پيشنهادي، از معادلات ناوبري اينرسي و معادلات رديابي هدف جهت بهبود تخمين موقعيت و سرعت استفاده شده است. همچنين، براي افزايش دقت زواياي جهت، از روش هاي تخمين جهت مبتني بر ژيروسكوپ، شتاب سنج و GPS بهره برده شده است. با اضافه شدن معادلات جهت در ساختار مدل ها و غيرخطي شدن معادلات، فيلتر كالمن توسعه يافته در ساختار مدل ها به كار گرفته شد. سپس، براي مقابله با خطاي مدل سازي، روش رديابي قوي تصحيح شده در فرآيند تخمين EKF اضافه شد. روش پيشنهادي به همراه روش هاي فيلترينگ غيرمستقيم KF متداول، فيلترينگ مستقيم UKF ،RSTUKF و IMM-EKF با استفاده از داده هاي جمع آوري شده در يك آزمايش ميداني واقعي توسط هواپيما راستي آزمايي شدند. با توجه به نتايج بدست آمده، روش پيشنهادي توانسته خطاي موقعيت را نسبت به KF ،UKF و IMM-EKF بيش از 12% كاهش بدهد. با اين حال، عملكرد مشابه اي را در خطاي موقعيت نسبت به RSTUKF داشته است. همچنين، در خطاي سرعت نيز عملكرد مشابه اي را نسبت به IMM-EKF از خود نشان داده است. با اين حال، توانسته خطاي سرعت را نسبت به KF ،UKF و RSTUKF به ترتيب بيش از 34%، 29% و 32% كاهش بدهد.

211844

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي برق- سيستم هاي الكترونيك ديجيتال

سيد محمدرضا موسوي ميركلايي