Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Inertial sensors applications in underwater measurements

Bikonis K., Demkowicz J.

Hydroacoustics

|

2017

|

Vol. 20

13--18

EN

Over the past decades microelectromechanical systems (MEMS) researchers have demonstrated a number of microsensors for almost every possible sensing modality, including attitudes. Current MEMS inertial measurement units (IMU) come in many shapes, sizes, and costs — depending on the application, and performance required. MEMS sensors have proved and demonstrated performance exceeding those of their macroscale counterpart sensors. In the paper chosen IMU applications in underwater measurements are presented. First, for reduction of instability of the underwater sensor during measurements, like multibeam echosounder system (MBES), where the MEMS parameters’ quality are crucial for further MBES record-processing. Second, in underwater navigation systems, for determining the position of underwater vehicles, like Remotely Operated Vehicles (ROV) and, more recently, Autonomous Underwater Vehicle (AUV) or to improve other positioning methods.

2

A Study on the Errors in the Free-Gyro Positioning and Directional System

Jeong T.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2014

|

Vol. 8, no. 2

175--181

EN

This paper is to develop the position error equations including the attitude errors, the errors of nadir and ship’s heading, and the errors of ship’s position in the free-gyro positioning and directional system. In doing so, the determination of ship’s position by two free gyro vectors was discussed and the algorithmic design of the free-gyro positioning and directional system was introduced briefly. Next, the errors of transformation matrices of the gyro and body frames, i.e., attitude errors, were examined and the attitude equations were also derived. The perturbations of the errors of the nadir angle including ship’s heading were investigated in each stage from the sensor of rate of motion of the spin axis to the nadir angle obtained. Finally, the perturbation error equations of ship’s position used the nadir angles were derived in the form of a linear error model and the concept of FDOP was also suggested by using covariance of position error.

3

Kalman filter realization for orientation and position estimation on dedicated processor

Romaniuk S., Gosiewski Z.

Acta Mechanica et Automatica

|

2014

|

Vol. 8, no. 2

88--94

EN

This paper presents Kalman filter design which has been programmed and evaluated in dedicated STM32 platform. The main aim of the work performed was to achieve proper estimation of attitude and position signals which could be further used in unmanned aeri-al vehicle autopilots. Inertial measurement unit and GPS receiver have been used as measurement devices in order to achieve needed raw sensor data. Results of Kalman filter estimation were recorded for signals measurements and compared with raw data. Position actual-ization frequency was increased from 1 Hz which is characteristic to GPS receivers, to values close to 50 Hz. Furthermore it is shown how Kalman filter deals with GPS accuracy decreases and magnetometer measurement noise.

4

Data Integration from GPS and Inertial Navigation Systems for Pedestrians in Urban Area

Bikonis K., Demkowicz J.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2013

|

Vol. 7, no. 3

401--406

EN

The GPS system is widely used in navigation and the GPS receiver can offer long-term stable absolute positioning information. The overall system performance depends largely on the signal environments. The position obtained from GPS is often degraded due to obstruction and multipath effect caused by buildings, city infrastructure and vegetation, whereas, the current performance achieved by inertial navigation systems (INS) is still relatively poor due to the large inertial sensor errors. The complementary features of GPS and INS are the main reasons why integrated GPS/INS systems are becoming increasingly popular. GPS/INS systems offer a high data rate, high accuracy position and orientation that can work in all environments, particularly those where satellite availability is restricted. In the paper integration algorithm of GPS and INS systems data for pedestrians in urban area is presented. For data integration an Extended Kalman Filter (EKF) algorithm is proposed. Complementary characteristics of GPS and INS with EKF can overcome the problem of huge INS drifts, GPS outages, dense multipath effect and other individual problems associated with these sensors.

5

Analysis of the Effect of Time Delay on the Integrated GNSS/INS Navigation Systems

Yang C.K., Shim D.S.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2013

|

Vol. 7, no. 2

199--204

EN

The performance of tightly coupled GNSS/INS integration is known to be better than that of loosely coupled GNSS/INS integration. However, if the time synchronization error occurs between the GNSS receiver and INS(Inertial Navigation System), the situation reverses. The performance of loosely coupled GNSS/INS integration and tightly coupled GNSS/INS integration is analyzed and compared due to time synchronization error by computer simulation.

6

Feasibility to Diagnose Inertial Navigation Systems Through Analysis of Schuler Errors

Szelmanowski A.

Prace Naukowe Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych

|

2013

|

nr 33

173–186

EN

The paper is intended to discuss errors in measurements of angular velocity and linear acceleration by means of electronic inertial sensors incorporated into the Attitude and Heading Reference Systems (AHRS) as well as Inertial Navigation Systems (INS). The mathematical equations are found out to establish how these errors affect deviations of flight parameters (such as linear speed and coordinates of the aircraft position indicated by navigation systems) that are calculated from the measurements and imaged e.g. in helmetmounted cueing systems. Some issues related to diagnostics of inertial navigation systems are addressed as well, both the most recent ones (e.g. the TOTEM-3000 central station with laser sensors installed on-board of the W-3PL GŁUSZEC helicopter) integrated via digital data buses MIL-1553B or ARINC-429 as well as more outdated solutions, such as IKW-1 and IKW-8 system used for Su-22 aircrafts. The methods of examination of the data processing paths for signals received from inertial sensors are presented with guidelines for development of the computer system for assessment of technical condition exhibited by systems of inertial navigation with prolonged technical resource.

7

Synergetic concept of algorithms autonomous Inertial Navigation Systems

Yakushin S.

Annual of Navigation

|

2012

|

No. 19, part 2

185--197

EN

Errors of INS output parameters lead to a positive feedback effect of errors and eventually to an even more dramatic increase in system errors. To reduce the impact of this problem on the error output parameters of INS, in this paper, we propose and study a new concept of constructing algorithms for autonomous INS, which is called as synergetic concept. In the paper the synergetic concept of inertial system’s algorithm is presented and investigated by implementing its into strapdown inertial navigation system (SDINS).

8

Inertial navigation position and orientation estimation with occasional Galileo satellite position fixes and stereo camera measurements

Vepa R., Petrakou K.

Annual of Navigation

|

2012

|

No. 19, part 2

131--153

EN

In this paper an adaptive unscented Kalman filter based mixing filter is used to integrate kinematic satellite aided inertial navigation system with vision based measurements of five representative points on a runway in a modern receiver that incorporates carrier phase smoothing and ambiguity resolution. Using high resolution multiple stereo camera based measurements of five points on the runway, in addition to a set of typical pseudo-range estimates that can be obtained from a satellite navigation system such GPS or GNSS equipped with a carrier phase receiver, the feasibility of generating high precision estimates of the typical outputs from an inertial navigation system is demonstrated. The methodology may be developed as a stand-alone system or employed in conjunction with a traditional strapped down inertial navigation systems for purposes of initial alignment. Moreover the feasibility of employing adaptive mixing was explored as it facilitates the possibility of using the system for developing a vision based automatic landing controller.

9

Nawigacja bezzałogowych pojazdów lądowych bez wykorzystania GPS

Typiak A.

Drogi : lądowe, powietrzne, wodne

|

2010

|

[nr] 6 (26)

62-69

PL

Opracowanie układu nawigacji jest głównym zadaniem, warunkującym sterowanie pojazdem bezzałogowym. Przeprowadzone badania laboratoryjne i poligonowe wykazały, że do jego rozwiązania może być zastosowany dalmierz laserowy.

EN

This paper focuses on the latest technology trends for navigating in difficult urban, indoor, and underground environments where typical Global Positioning Systems (GPS) fail to work correctly. The latest alternative navigation technologies based on opto-electronical techniques will be described. Presented technologies include ladar aided inertial navigation systems (INS). Tightly integrating this technologies should lead to navigation performance similar to that achieved in today's GPS/INS integrated systems.

10

The method of testing optoelectronic inertial navigation systems while in coning motion

Szelmanowski A.

Logistyka

|

2009

|

nr 6

CD-CD

EN

What the paper deals with is the method of testing of the inertial navigation systems with the coning excitation/motion applied. A theoretical description of the excitation at issue has been given and followed with a comparative analysis of the excitation generated in the UPG-48 station with a tilting platform. Experimental data of testing of the attitude and heading reference LCR-92 system for the nonholonomical coning excitation/motion have been compared with results effected by some simulation-based tests of numerical models of the inertial navigation and space orientation systems with the optoelectronic sensors. On the grounds of some numerical-simulation-effected findings gained with the AutoCAD packet, a concept of a classical coning-excitation-generating measuring station has been developed at the Air Force Institute of Technology and presented in this paper.

PL

W referacie przedstawiono metodę testowania systemów nawigacji inercjalnej przy zastosowaniu ruchu stożkowego. Przebiegi teoretyczne charakterystyczne dla ruchu stożkowego porównano z wymuszeniem generowanym na stanowisku UPG-48 z platformą przechylną. Dane eksperymentalne z badań w nieholonomicznym ruchu stoSkowym, otrzymane dla systemu odniesienia kursu i pionu LCR-92, porównano z wynikami uzyskanymi z badań symulacyjnych modeli numerycznych systemów nawigacji inercjalnej i orientacji przestrzennej wykorzystujących czujniki optoelektroniczne. Na bazie symulacji numerycznych przeprowadzonych w pakiecie AutoCAD zaproponowano opracowany w Instytucie Technicznym Wojsk Lotniczych projekt koncepcyjny stanowiska badawczego do wytwarzania klasycznego ruchu stożkowego.

11

Metody optymalizacji w Systemach Nawigacji Inercjalnej (SNI)

Szymanowski J.

Postępy Radiotechniki

|

2007

|

T. 52, Nr 155

5-30

12

Dokładność estymacji miejsca położenia w systemach nawigacyjnych INS/GPS oraz INS/DGPS

Kaniewski P., Konatowski S., Marzec M.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2001

|

Vol. 50, nr 11

117-132

PL

W artykule zaprojektowano dwa zintegrowane systemy nawigacyjne, w których podstawowym przyrządem nawigacyjnym jest inercjalny system nawigacji INS. Czujnikiem korekcyjnym jest odbiornik systemu GPS oraz odbiornik systemu DGPS. Elementy systemu zintegrowano z wykorzystaniem zdecentralizowanej techniki filtracji opierając się na kaskadowym filtrze Kalmana. Wygenerowano różne trasy statku powietrznego oraz błędy przyrządów nawigacyjnych. Opracowano algorytm filtracji kalmanowskiej dla zaprojektowanych systemów. Przeprowadzono badania symulacyjne zintegrowanych systemów nawigacyjnych w środowisku MATLAB, na podstawie których dokonano oceny jakości estymacji miejsca położenia statku powietrznego w zaprojektowanym systemie.

EN

The article presents two projects of integrated navigation systems containing Inertial Navigation System as a reference navigation sensor. As corrective sensors, GPS and DGPS receivers have been applied. The system components have been integrated with use of decentralized (cascaded) Kalman filters. The designed systems have been tested in MATLAB to evaluate their accuracy of estimation of the aircraft position and velocity. During simulations, diverse aircraft routes and errors of navigation sensors have been generated. The simulation results included in the paper confirm high accuracy of the designed systems.

13

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.

14

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.

15

Równania błędów inercjalnego bezkardanowego systemu nawigacji

Ortyl A., Gosiewski Z., Wałach Z.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

1998

|

z. 51[168], t. 2

693-702

PL

Celem większości inercjalnych systemów nawigacji jest efekfywne i jak najdokładniejsze wyznaczenie niezbędnych parametrów nawigacyjnych: orientacji przestrzennej - kątów pochylenia, przechylenia i kursu, współrzędnych położenia oraz wektora prędkości. Przyjęta postać realizacji (systemy kardanowe lub bezkardanowe), zastosowane elementy pomiarowe oraz przyjęty algorytm obliczeń implikują powstawanie błędów wyznaczania tych parametrów. Zatem celowe jest wprowadzenie procedur ich optymalnej estymacji i eliminacji (szczególnie w procesie wstępnej orientacji). Podstawą do opracowania algorytmów estymacji błędów systemu są jego równania błędów. Postać tych równań zależy od przyjętych układów współrzędnych odniesienia, postaci algorytmów nawigacji, przyjętego wektora stanu oraz założonych uproszczeń. W referacie przedstawiono algorytm pracy inercjalnego Bezkardanowego Systemu Nawigacji (IBSN) z wykorzystaniem algebry kwaternionów. Na podstawie równań nawigacji wyprowadzone są trzy grupy równań błędów: równania błędów orientacji przestrzennej w zapisie kwaternionowym, równania błędów pozycji i równania błędów prędkości, wszystkie wyrażone w normalnym układzie współrzędnych.

EN

The Inertial Navigation Systems are able to calculate the navigational parameters of aircraft: attitude, position and velocity. Accuracy in the calculations depends on errors of measurement instruments, initial alignment, navigation computer and can be improved by introducing of the optimal estimation procedures. These procedures can be derived after analysis and solution of the differential error equations. SoIution of the equations allows to correct the output signals from navigation system. In this paper the quaternion equations and algorithms of strapdown navigation system are derived and analysed. These ones were base to derive errors model with quaternion calculus in local level coordinate frame of reference.

16

Niedokładności systemów nawigacji inercjalnej przy określaniu pozycji statku powietrznego

Michalak S., Raczyński E., Szelmanowski A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

1998

|

z. 51[168], t. 2

685-692

PL

W referacie omówiono błędy określania pozycji przez lotnicze systemy nawigacji inercjalnej. Przeanalizowano dokładności określania pozycji dla wybranych systemów nawigacji inercjalnej. Na podstawie wyników badań w locie porównano rzeczywiste wartości błędów z wynikami badań symulacyjnych.

EN

The paper discusses errors of determining aircraft position by means or airborne inertial navigation systems (INS). Technical parameters or selected systems have been analysed. Real values or errors have been compared with findings of simulation tests, having results of flight tests as the basis.