اصلاح خطای سرعت و موقعیت در سیستم های ناوبری اینرسی با استفاده از پدیده داپلر و روش فیلتر کالمن

موقعیت یابی، مهم ترین وظیفه یک سیستم ناوبری می باشد و عموماً بر اساس موقعیت بدست آمده و نیز بردار سرعت و زوایای سمت و تراز استخراج شده از ناوبری، سیگنال ها و فرامین سیستم هدایت و کنترل تعیین می شوند. در یک سیستم ناوبری اینرسی که محاسبات آن بر مبنای قانون دوم نیوتن است، عموماً از خروجی سنسورهای اینرسی، یعنی شتاب سنج ها و ژیروسکوپ ها، برای تعیین موقعیت و وضعیت استفاده می شود. در سال های اخیر به منظور کاهش هزینه موقعیت یابی، استفاده از سنسورهای اینرسی کم هزینه و مخصوصاً نوع میکروالکترومکانیکی مورد توجه فراوان قرار گرفته است. الگوریتم توسعه یافته کالمن ، کاربردی ترین الگوریتم تخمین حالت برای سیستم های غیرخطی است. هدف این پژوهش، پیاده سازی یک تخمین زن حالت غیرخطی برای سیستم ناوبری ترکیبی ins/doppler در حضور عدم قطعیت ها می باشد. در چنین حوزه های کاری عموماً از سیستم ناوبری ترکیبی ins/gps استفاده می گردد که نتایج حاصل از آن در این تحقیق آورده شده است. به دلیل عملکرد دقیقی که gps در تعیین موقعیت دارد، انتظار می رود که سیستم ناوبری اینرسی ترکیبی حاصل از آن هم، از دقت خوبی برخوردار باشد. لیکن به دلیل مشکلات عدیده در لینک های مخابراتی و نیز به دلیل غیرقابل اعتماد بودن فن آوری gps در شرایط بحرانی و خاص که موضوع بسیار پراهمیتی محسوب می گردد، لاجرم می بایست به سراغ سیستم ناوبری تلفیقی دیگری غیر از gps رفت. در این حالت بجای تلفیق در دیتای موقعیت، عمل تلفیق بر روی سرعت انجام خواهد شد. بنابراین با توجه به ماهیت سرعت، احتمال می رود که نتایج حاصل از تلفیق ins/doppler دارای دقت کمتری نسبت به تلفیق ins/gps باشد که نتایج این تحقیق در این پایان نامه بررسی می گردد. لیکن به دلیل امنیت بالایی که سیستم ناوبری ins/doppler خواهد داشت، کاربرد این سیستم در مقابل سیستم اول توصیه می گردد.