Journal of Control
مجله کنترل
JoC
Engineering & Technology
http://joc.kntu.ac.ir
1
admin
2008-8345
2538-3752
10.52547/joc
fa
jalali
1390
9
1
gregorian
2011
12
1
5
3
online
1
fulltext
fa
آنالیز خطای یک سیستم ناوبری اینرسی مبتنی بر شتاب سنج و بدون استفاده از ژیروسکوپ
Error Analyses of Inertial Navigation System Based on Only Accelerometers and Without Gyroscope
تخصصي
Special
پژوهشي
Research paper
سیستمهای ناوبری اینرسی رایج، اغلب از شتاب سنجها جهت اندازه گیری شتابهای خطی و از ژیروسکوپها جهت اندازه گیری سرعتهای زاویه ای استفاده می کنند. ژیروسکوپها دارای معایبی نظیر تکنیک ساخت پیچیده، قیمت بالا، حجم زیاد و ... هستند؛ با توجه به این عوامل، شتاب سنجهای ارازن قیمت با اندازه های کوچکتر جایگزین ژیروسکوپها در بعضی از سیستمهای ناوبری اینرسی شده اند. در این مقاله، یک ساختار 10 تایی از شتاب سنجها پیشنهاد می شود که این ساختار توانایی تعیین شتابهای خطی و سرعتهای زاویه ای وسیله را به طور کامل دارد. مزایای این روش نسبت به روشهای پیشین، سادگی روابط، و عدم نیاز به انتگرالگیری مستقیم از شتابهای زاویه ای وسیله می باشد. شتاب سنجهای واقعی دارای خطاهایی نظیر بایاس شتاب سنجها و ناهم محوری محور حساسیت آنها هستند که تاثیر قابل ملاحظه ای در دقت سیستمهای ناوبری دارند؛ بنابراین، این خطاها و تاثیر آنها در ناوبری، در مدلسازی و شبیه سازی در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی و آنالیز خطای ناوبری نشان می دهد که این روش در ناوبریهای کوتاه مدت از دقت مطلوبی برخوردار است.
current inertial navigation systems usually use liner accelerometer and gyroscopes to sense linear accelerations and angular velocity, respectively. The gyroscopes have the disadvantage such as: complicated manufacture technique, high cost, and large volume and so on. Due to these factors the small accelerometers with low cost to replace the gyroscopes in some inertial navigation systems.
In this paper a ten-accelerometer configuration is proposed which can determine linear acceleration an angular velocity completely. The advantages of this method in comparison with previous works are the simplicity of the equations and elimination of direct integration of angular acceleration.
Actual accelerometers have errors such as bias and misalignment which have significant effect on precision of inertial navigation systems. So, these errors and their effect on navigation are considered in modelling and simulation. The obtained results of simulation show that this method has suitable precision in short time navigation systems.
ناوبری اینرسی, ژیروسکوپ, شتاب سنج, بایاس, ناهم محوری.
Inertial navigation, gyroscope, accelerometer, bias, misalignment
1
10
http://joc.kntu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-61-3&slc_lang=fa&sid=1
Vahid
ghasemzadeh
وحید
قاسم زاده
ghvahid61@yahoo.com
1003194753284600153
1003194753284600153
No
دانشگاه فسا
Jafar
Heyrani Nobari
جعفر
حیرانی نوبری
nobari@eetd.kntu.ac.ir
1003194753284600154
1003194753284600154
Yes
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی