هم محورسازی در حین حرکت سیستم ترکیبی ins/gps با استفاده از الگوریتم های تخمین بهینه و مقاوم

هم محورسازی alignment)) فرآیندی است که جهت بردارهای سیستم ناوبری اینرسی را بر اساس جهات سیستم مرجع محاسبه می کند. اهمیت هم محورسازی دقیق در عملیات ناوبری در یک دوره زمانی طولانی مدت بدون سیستم کمکی دیده می شود. به طور متداول در تراز سنسورها، محورهای حساس ژیرسکوپ ها به طور فیزیکی با محورهای شتاب سنج همتراز قرار داده می شوند. اساسا پروسه هم محورسازی شامل محاسبه ی جهات محورهای متعامد تعریف شده به وسیله محورهای ورودی شتاب سنج نسبت به محورهای مرجع طراحی شده می باشد. هم محورسازی سیستم ins به دو گروه هم محورسازی اولیه و هم محورسازی در حرکت تقسیم می شود. هم محورسازی اولیه شامل تعیین اولیه موقعیت، سرعت، سمت-تراز و پارامترهای بایاس سیستم ناوبری اینرسی است، برای انجام این فرآیند، بایستی سیستم در یک بازه زمانی مشخص به شکل ایستا باقی بماند. در این حالت از بردار خروجی شتاب سنج ها تراز اولیه شامل زوایای roll و pitch قابل محاسبه است همچنین با استفاده از خروجی ژیروسکوپ ها و از روش تطابق برداری سمت از شمال اولیه تعیین می گردد. در این نوع سیستم ها که زمان کافی برای تراز وجود دارد، این پروسه را می توان قبل از حرکت انجام داده و سیستم ins را نسبت به محورهای پلات فرم کالیبره کرد. اما در برخی مواقع تعیین سمت-تراز، موقعیت و سرعت اولیه در حین حرکت ضروری است. در سیستم های پروازی که نیاز به هم محورسازی دقیق و عکس العمل سریع (سیستم هایی که در آنها تأخیر در زمان قبل از پرتاب مجاز نمی باشد) دارند، پروسه هم محورسازی باید در حین پرواز انجام شود. هم محورسازی در حرکت با استفاده از داده های شتاب سنج ها و ژیروسکوپ های واحد اندازه گیری اینرسی و داده های اندازه گیری شده توسط سیستم های کمک ناوبری انجام می شود. که در صورت در دسترس بودن داده های کمکی امکان هم محورسازی در حال حرکت به شکل دقیق وجود دارد. با توجه به نوع خطاهای اولیه در پارامترهای خطای سنسورها و زوایای align، استفاده از فیلترهای خطی و غیرخطی برای ترکیب خروجی سنسورها و تخمین بردار حالت ضروری است. هم محورسازی در حرکت موجب افزایش دقت سیستم ناوبری اینرسی در مانورهای دینامیکی به دقت آن در حالت ایستا می شود همچنین امکان کاهش وزن سیستم از طریق جدا کردن باطری های مصرف شده و خاموش-روشن شدن دوباره آن را به وجود می آورد. در این پروژه پس از هم محورسازی اولیه که در وضعیت ایستای سیستم ناوبری اینرسی انجام می شود هم محورسازی در حال حرکت سیستم با استفاده از gps و سایر سیستم های کمکی قابل انجام است. که برای این منظور از الگوریتم های بهینه کالمن و تخمین زن های غیرخطی مقاوم استفاده خواهد شد. تخمین زن غیرخطی و مقاوم ارائه شده در این پایان نامه قوام بیشتری را نسبت به فیلتر کالمن در مقابل عدم قطعیت مدلسازی و اغتشاشات انرژی محدود خواهد داشت.