Selected error compensation problems of the AHRS/INS cardanless inertial navigation system

• Autorzy: Michalak Sławomir , Borowski Jerzy

Identyfikatory

DOI

10.55676/asi.v5i1.59

Warianty tytułu

PL

Wybrane problemy kompensacji błędów bezkardanowego systemu nawigacji inercjalnej AHRS/INS

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents algorithms for compensating selected errors of the AHRS/INS system at various stages of its construction and testing. The object of the research was a laboratory model of the system built at the Air Force Institute of Technology. Methods of identifying parameters of measurement signals and Kalman filtering are presented. Methods of compensation of instrumental errors related to the mounting geometry of measuring sensors used in the system were discussed. Problems related to the compensation of stochastic errors in the measurement circuits were also presented. One of the more difficult problems is the compensation of the BIAS error and the compensation of the non-commutativity of rotations around the measurement axes. Accurate compensation of errors in cardanless inertial navigation systems has a large impact on the accuracy of determining the attitude in AHRS systems and the accuracy of determining the position in INS systems.

PL

W artykule przedstawiono algorytmy kompensacji wybranych błędów systemu AHRS/INS na różnych etapach jego konstruowania i testowania. Obiektem badań był model laboratoryjny systemu zbudowany w Instytucie Technicznym Wojsk Lotniczych. Przedstawiono metody identyfikacji parametrów sygnałów pomiarowych oraz filtrację Kalmana. Omówiono zastosowane w systemie sposoby kompensacji błędów instrumentalnych związanych z geometrią montażu czujników pomiarowych. Przedstawiono również problemy związane z kompensacją błędów stochastycznych występujących w torach pomiarowych. Jednym z trudniejszych problemów jest kompensacja błędu BIAS oraz kompensacja nieprzemienności obrotów wokół osi pomiarowych. Dokładna kompensacja błędów występujących w bezkardanowych systemach nawigacji inercjalnej ma duży wpływ na dokładność wyznaczania kątowego położenia przestrzennego w systemach AHRS oraz dokładność wyznaczenia pozycji w systemach INS.

Słowa kluczowe

EN

algorithms; error compensation; inertial navigation system

PL

algorytmy; kompensacja błędów; system nawigacji inercjalnej

• Wydawca: Wydawnictwo Lotniczej Akademii Wojskowej
• Czasopismo: Aviation and Security Issues
• Rocznik: 2024
• Tom: No. 1
• Strony: 29--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Michalak Sławomir

• Air Force Institute of Technology

• https://orcid.org/0000-0002-6933-1604

autor

Borowski Jerzy

• Air Force Institute of Technology

• https://orcid.org/0000-0001-8672-7769

Bibliografia

• Bar-Itzhack I.Y., Symbolic representation of translatory motion in multivarying-link mechanisms, AIAA Journal of Guidanc,. Control and Dynamics, 1983.
• Bortz J.E., A new concept in strapdown inertial navigation, NASA TR R-329, 1970.
• Goodman L.E., Robinson A.R., Effects of finite rotations on gyroscope sensing devices, J. Appl. Mech., vol. 25, June 1958.
• Gosiewski Z., Ortyl A., Algorytmy inercjalnego bezkardanowego systemu orientacji i położenia obiektu o ruchu przestrzennym, Instytut Lotnictwa, Warszawa 1999.
• Ignagni M.B., Optimal strapdown attitude integration algorithms, AIAA Journal of Guidance, Control and Dynamics, 1990.
• Ignagni M.B., On the orientation vector differential equation in strapdown inertial systems, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 1994.
• Jiang Y.F., Lin Y.P., On the rotation vector differential equation, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 1991.
• Jiang Y.F., Lin Y.P., Improved strapdown coning algorithms, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 1992.
• Mohinder S.G., Angus P.A., Kalman filtering, theory and practice using Matlab, John Wiley & Sons, 2001.
• Mussof H., Murphy J.H., Study of strapdown navigation attitiude algorithms, AIAA Journal of Guidance. Control and Dynamics, 1995.
• Ortyl A., Gosiewski Z., Porównanie optymalnych algorytmów ortogonalizacji macierzy i normalizacji kwaternionów, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, Mechanika, Awionika, 1998.