طراحی و پیاده‌سازی الگوریتم ناوبری AHRS/GPS/DR برای رونده‌های زیرسطحی خودگردان با برد بلند و ماندگاری بالا در زیر آب

یکی از چالش‌های اساسی سامانه‌های ناوبری اینرسی ارزان قیمت، وجود خطاهای اجتناب‌ناپذیر در حسگرهای اینرسیِ نوع میکروالکترومکانیکی است که موجب رشد خطای ناوبری با زمان می‌شود. در این مقاله، به طراحی یک الگوریتم ناوبری تلفیقی AHRS/GPS/DR برای بکارگیری در رونده‌های زیرسطحی خودگردان با برد بلند پرداخته می‌شود. مزیت اصلی الگوریتم پیشنهادی این است که با وجود استفاده از حسگرهای اینرسی ارزان‌قیمت، عملکرد مناسبی در مواقع قطع بلندمدت سامانه‌ی GPS دارد. تخمین برخط بایاس ژایرو تاثیر قابل ملاحظه‌ای در عملکرد الگوریتم پیشنهادی دارد. بر مبنای روش محاسبات مرده با تکیه بر حسگر سرعت محوری الگوریتمی برای تخمین موقعیت در زمان قطع GPS ارائه می‌شود. ارزیابی الگوریتم پیشنهادی، با پیاده‌سازی آن در یک رونده‌ی زیرسطحی خودگردان با برد بلند و ماندگاری بالا در زیر آب انجام می‌گیرد. بر اساس نتایج حاصل از تست میدانی خطای تخمین زاویه‌ی سمت با وجود قطعی 500 ثانیه‌ای در داده‌برداری از GPS کمتر از 5 درجه است.

کلیدواژه ها:

Long-range AUV navigation ، Orientation estimation ، GPS outage ، State estimation filter ، Long-term inertial navigation error ، ناوبری رونده‌ی زیرسطحی خودگردان ، تخمین وضعیت ، قطع سامانه‌ی GPS ، فیلتر تخمین حالت ، خطای بلندمدت ناوبری اینرسی