Strapdown inertial navigation system. Part 2 - Error Models

• Autorzy: Gosiewski Z. , Ortyl A.

Warianty tytułu

PL

Inercjalny bezkardanowy system nawigacji. Część 2 - równania błędów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Almost all new aircraft are equipped with the Inertial Navigation System (INS). The accuracy in calculations of velocity, position and attitude of aircraft depends on measurement instruments, initial alignment errors, and navigation computer errors and can be improved by analysing and solving of differential equation of error. Solution of the equations allows one to correct output signals from the navigation system. In this work, three error models for the Strapdown Inertial Navigation System (SDINS) are derived - one into computed co-ordinate system in matrix notation and two models in a local-level co-ordinate system in matrix and in quaternion notations, respectively. Some simplifications to be introduced into error equations are proposed.

PL

Większość współczesnych statków powietrznych wyposażona jest i Intercjalne Systemy Nawigacji (ISN). Dokładność wyznaczenia prędkości, pozycji oraz orientacji przestrzennej zależy od błędów elementów pomiarowych (giroskopów, przyspieszeniomierzy), błędów wstępnej oriętacji oraz błędów obliczeń realizowanych przez komputer nawigacyjnych. Dokładność tę można poprawić przez analizę i rozwiązanie różniczkowych równań błędów. W artykule zostały wyprowadzone trzy modele równań błędów dla Intercjalnego Bezkardanowego Systemu Nawigacji (IBSN). Pierwszy model wyprowadzony został w wyliczonym układzie współrzędnych z wykorzystaniem macierzy cosinusów kierunkowych. Dwa pozostałe wyprowadzono w normalnym układzie współrzędnych z wykorzystaniem odpowiednio: macierzy cosinusów kierunkowych i kwaternionów. Pokazano możliwości uproszczeń rownań błędów.

Słowa kluczowe

EN

navigation; strapdown; error equations

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 1998
• Tom: nr 4
• Strony: 937--962
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Gosiewski Z.

• Department of Armament and Aviation, Military University of Technology, Warsaw

autor

Ortyl A.

• Department of Armament and Aviation, Military University of Technology, Warsaw

Bibliografia

• 1. ANDREEV V.D., 1966, Teoriya inercialnoï nawigacti. Avtonomnye sistemy, Izdatelstvo Nauka, Moskva.
• 2. BENSON D., 1975, A Comparision of Two Approaches to Pure-Inertial and Doppler-Inertial Error Analysis, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 11,4, 447-455.
• 3. FRIEDLAND B., 197, Analysis Strapdown Navigation Using Quaternions, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 14, 5, 764-768.
• 4. HUDDLE J.R., 1983, Inertial Navigation System Error-Model Considerations in Kaiman Filtering Applications, Control and Dynamics Systems, Advances in Theory and Applications, 20, 293-338.
• 5. HUTCHINSON CH.E., NASH R.A., 1971, Comparision of Error Propagation in Local-Level and Space-Stable Inertial Systems, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 7, 6, 1138-1142.
• 6. JORDAN S.K., 1973, Effects of Geodetic Uncertainties on a Damped Inertial Navigation System, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 9, 5, 741-752.
• 7. MANDOUR I.M., EL-DAKIKY M.M., 1988, Inertial Navigation System Synthesis Approach and Gravity-Induced Error Sensitivity, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 24, 1, 40-50.
• 8. NASH R.A., LEVINE S.A., ROY K.J., 1971, Error Analysis of Space-Stable Inertial Navigation Systems, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 7, 4, 617-629.
• 9. ORTYL A., 1996, Synteza i badanie inercjalnego bezkardanowego systemu orientacji przestrzennej, Rozprawa doktorska, WAT, Warszawa.
• 10. ORTYL A., GOSIEWSKI Z., 1998, Strapdown Inertial Navigation System. Part 1. Navigation Equations, J. Theoretical and Applied Mechanics, 36, 1, 81-95.
• 11. PITMAN, 1962, Inertial Guidance, John Wiley & Sons, New York.
• 12. WEINRED A., BAR-ITZHACK I.Y., 1978, The Psi-Angle Error Equation in Strapdown Inertial Navigation Systems, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 14, 3, 539-542.
• 13. Polska Norma PN-83/L-01010.01. Mechanika lotu samolotów i śmigłowców. Terminologia.