Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of some low- and high-dynamics errors of Low-Cost IMU

Vorbrich K. K.

Geodesy and Cartography

|

2011

|

Vol. 60, no 1

35-59

EN

The paper expounds relevant results of some of the present author's experiments defining the strapdown IMU sensors' errors and their propagation into and within DGPS/IMU. In order to deal with this problem, the author conducted both the laboratory and field-based experiments. In the landborne laboratory the stand-alone Low-Cost IMU MotionPak MKII was verified in terms of the accelerometer bias, scale factor, gyroscope rotation parameters and internal temperature cross-correlations. The waterborne field-trials based on board dedicated research ships at the lake and at the busy small sea harbour were augmented by the landborne ones. These experiments conducted during the small, average, and high dynamics of movement provided comparative sole-GPS, stand-alone DGPS and integrated DGPS/IMU solution error analysis in terms of the accuracy and the smoothness of the solution. This error estimation was also carried on in the context of the purposely-erroneous incipient DGPS/IMU initialisation and alignment and further in the circumstances of on-flight alignment improvement in the absence of the signal outages. Moreover, the lake-waterborne tests conducted during extremely low dynamics of movement informed about the deterioration of the correctly initialised DGPS/IMU solution with reference to the stand-alone DGPS solution and sole-GPS solution. The above-mentioned field experiments have checked positively the DGPS/MKI research integrating software prepared during the Polish/German European Union Research Project and modified during the subsequent Project supported by the Polish Committee for Scientific Research.

PL

Cześć zasadnicza pracy przedstawia pewne rezultaty doświadczeń przeprowadzanych w laboratorium Uniwersytetu w Singapore i wyznaczających błędy stosunkowo "mało-dokładnej" (ag. Low-Cost lub "Low-Grade") inercjalnej jednostki pomiarowej MotionPakTM typu MKII w modzie statycznym i dynamicznym. Ten ostatni był ograniczony do obrotów wokół osi poziomych układu współrzędnych wyznaczanych przez obudowę MKII. Współczynnik skali i stałe przesuniecie skalowane były wartością wektora przyspieszenia ziemskiego. Testy polowe przeprowadzano na pokładzie statków badawczych na jeziorze i na morzu we Władysławowie oraz na ladzie na samochodzie. Praca prezentuje niektóre wyniki testów mobilnych (porównanie ciągłości rozwiązań GPS, DGPS, DGPS/MKI), m.in. przy dużej, średniej oraz bardzo małej (dryf statku) dynamice ruchu. Oprogramowanie umożliwiało prace jednocześnie w modach o notacji: [D]GPS/MKI oraz [D]GPS/INS(MKI). Dla pierwszego z tych modów filtr Kalmana wykorzystywał surowe dane dla inercjalnych przyspieszeń i katów Eulera. Dla drugiego z tych modów do filtra Kalmana wprowadzano inercjalne pseudoodległości i ich zmiany w czasie. Praca prezentuje rezultaty rozwiązania dla modu drugiego. Rozwiązanie ruchu dla GPS, DGPS, oraz [D]GPS/INS(MKI) służyło jako wzorzec dla badania ciągłości rozwiązania samo-stojącego MKI w czasie nieciągłości odbioru sygnału satelity lub telemetrii. Dodatkowo, testy wykonane na jeziorze przy prawie zerowej dynamice ruchu wykazały zmniejszenie dokładności rozwiązania [D]GPS/INS(MKI) w porównaniu do rozwiązania DGPS. Doświadczenia polowe miały m.in. na celu wykazanie prawidłowości działania oprogramowania integrującego wykonanego w ramach polsko-niemieckiego projektu Unii Europejskiej i zmodyfikowanego w czasie grantu finansowanego przez Komitet Badan Naukowych.

2

Prototype satellite/inertial integrated system for determination of the movement vector of the object at the landborne environments. Part 1/2 - DGPS/IMU system description

Vorbrich K. K.

Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Mechanika

|

1999

|

Nr 46

73-87

EN

Part One of this paper describes rudiments of integrated DGPS/IMU system as an introduction to the system evaluation description which forms Part Two of the sequence. In the first section of Part One the fundamental aspects of the satellite Global Positioning System GPS, Differential GPS and of the Inertial Measurement Unit IMU are summarised. In its second, main section, Part One discusses the software combination of the DGPS and inertial sensor, summarises the benefits of such a combination for the landborne navigation, and demonstrates the methodology of the Kalman filter parameters estimation. The paper concludes by briefly delineating the specific realisation of the DGPS/(Low-Cost IMU) design describing the hardware and software components with the special emphasis on the vehicular navigation.

PL

W pierwszej części pracy podane są podstawy teoretyczne systemów satelitarnych GPS, DGPS (Differential Global Positioning System), oraz inercjalnych INS (Inertial Navigation System) i IMU (Inertial Measurement Unit). Następnie przedstawione są zasady programowej integracji systemów satelitarnego oraz inercjalnego opartej na filtrze Kalmana. Ostatnia część pracy zajmuje się opisem konkretnej realizacji prototypu zintegrowanego systemu DGPS/(Low-Cost IMU Niniejsza części 1/2 pracy służy jako wprowadzenie do części 2/2 zajmującej się dyskusją wyników badań ww. systemu.

3

Protoptype satellite/inertial integrated system for determination of the movement vector of the object at the landborne environments. Part 2/2 - test results in Poland and performance evaluation

Vorbrich K. K.

Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Mechanika

|

1999

|

Nr 46

89-110

EN

The objective of Part Two of this paper is to validate a prototype of an integrated navigation system linking Differential Global Positioning System DGPS and Inertial Measurement Unit IMLT, described in more detail in Part One of the sequence. Part Two demonstrates an actual performance of the prototype mounted on a dedicated land vehicle. The paper at first characterises the landborne test-beds. Then it presents the methodology and list some results from the vehicular DGPS/IMU navigation experiments. In the final part the paper addresses the issue of the accuracy and integrity of the navigation solution. It gives the accuracy-wise summary in function of the land-test areas and an institutional summary in terms of the prototype DGPS/1MU system efficiency appraisal. The paper concludes presenting a rationale for a number of vehicle satellite/inertial navigation applications in Poland.

PL

Część 2/2 pracy przeprowadza próbę oceny zintegrowanego satelitarno-inercjalnego systemu nawigacyjnego DGPS/IMU wykorzystując testy prototypu zamontowanego w samochodzie. We wstępie prezentuje się rozkład geograficzny poligonów testowych, dyskutuje ich własności fizyczne i przedstawia metodologię eksperymentów. Następnie podaje się pewne opracowanie danych doświadczalnych. Rozważania te przeprowadza się w funkcji własności fizycznych poligonów testowych i z punktu widzenia zjawiska wielodrożności, efektu przesłaniania sygnału GPS i telemetrii. Dyskutuje się zachowanie takich parametrów rozwiązania nawigacyjnego jak dokładność oraz ocena stopnia zaufania operatora do systemu ('integrity'). W podsumowaniu wyciąga się wnioski dotyczące możliwej eksploatacji systemu DGPS/IMU w lądowym środowisku nawigacyjnym w Polsce do 2000 roku.

4

On the possible application of the DGPS (Low-Cost IMU) in the avionic navigation in Poland - experimental conclusion

Vorbrich K.K.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

1998

|

z. 51[168], t. 2

721-728

EN

The objective of the paper is to validate a prototype of an integrated navigation system linking Differential Global Positioning System DGPS and Low Cost Inertial Measurement Unit IMU. Paper demonstrates an actual performance of this system mounted on board of an airborne research aircraft and a dedicated land vehicle simulating airport two guidance tasks. The paper at first describes the prototype DGPS/IMU system. Then it presents the methodology and some experiments' results and it addresses the issue of the accuracy and integrity of the navigation solution. In doing so it considers the effects of the signal sheltering, multipath, telemetry problems and discusses the optimal DGPS baselines lengths. In the final part the paper gives an institutional summary in terms of the prototype system efficiency appraisal and concludes presenting a rationale for a number of system application in aviation in Poland.

PL

Artykuł przeprowadza próbę oceny przydatności w nawigacji lotniczej i kołowania samolotu prototypu zintegrowanego satelitarno-inercjalnego systemu DGPS/(Low-Cost IMU). Dyskutuje się zachowanie rozwiązania nawigacyjnego z punktu widzenia takich jego parametrów jak dokładność oraz tzw. "integrity". Rozważa się: wpływ zjawiska wielodrożności, efektu przesłaniania sygnału GPS, problemy telemetrii i optymalne długości bazy DGPS. W podsumowaniu artykuł wyciąga wnioski dotyczące eksploatacji taniego systemu DGPS/IMU w nawigacji lotniczej i w fazie kołowania samolotu w Polsce do 2000 roku.