تلفیق بهینه اطلاعاتINS/GPSبا فیلتر کالمن توسعه یافته

از دیرباز ناوبری و تعیین موقعیت،سرعت وجهت امری مهم و ضروری بوده است.امروزه نیز با توجه به استفاده روز افزون از وسایل هوشمند و خودکار،تعیین ناوبری به صورت هوشمند نقشی مهم در وسایل متحرک از جمله هواپیما،کشتی و خودرو دارد.ناوبری خودکار به دو شیوه ناوبری اینرسی و ماهواره ای صورت می گیرد.سنسور های ناوبری اینرسی عبارتند از شتاب سنج ها و جایروها. جایروها برای تعیین شتاب حرکت،سرعت زاویه ای وجهت حرکت استفاده می شوند.یکی از روش های ناوبری، استفاده از INS می باشد.ازمزایایINS می توان به حجم کوچک،سرعت بالا ،مستقل از شرایط محیطی بودن ونیاز نداشتن به ارتباطات خارجی اشاره کرد و معایبINS نیز قیمت بالا ،پیچدگی محاسبات،جمع شدن خطا در طول زمان است.روش دوم استفاده از سیستم موقعیت یابی جهانی یا همان GPS است که از 24 ماهواره بر فراز زمین برای ناوبری استفاده می کند.ازمزایای GPS می توان به قیمت ارزان، به کارگیری آسان بدون نیاز به وسایل خارجی وقابلیت استفاده در محیط های گوناگون اشاره کرد.معایب این سیستم نیز فرکانس کم،دقت پایین در اندازه گیری موقعیت،قابلیت اطمینان کم در کارهای حساس و وابستگی به شرایط محیط است.یکی از روش های تصحیح خطای GPS استفاده از موقعیت یابی نسبی و یا تلفیق INS/GPSاست. از تلفیق INS/GPS می توان برای افزایش دقت INS وافزایش فرکانس تعیین موقعیت استفاده کرد.ازمزایای دیگر تلفیق، دقت بالا،پایداری بالا وقابلیت استفاده در شرایط محیطی مختلف اشاره کرد. ضمن اینکه تخمین بایاس ها در شتاب سنج ها و ژیروسکوپ ها نیز در زمان امکان پذیر می شود،ولی از آنجایی که مدل دینامیکی سیستم بسیار غیر خطی است،فیلتر کالمن در معرض ناپایداری و بروز خطا های عددی می باشد. به همین علت، در مسئله تلفیق ،از فیلتر کالمن توسعه یافته استفاده شده است. در این مقاله ابتدا دستگاه های ناوبری معرفی شده،سپسINS وGPS مدل می شوند در انتها نتایج تخمین زده شده شبیه سازی خواهند شد.

کلیدواژه ها:

ناوبری اینرسی ، ناوبری ماهواره ایی ، تلفیق اطلاعات ، فیلترکالمن توسعه یافته