On methods for in-flight alignment of inertial navigation systems

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Rian Koja
Orientador(a): Waldemar de Castro Leite Filho
Banca de defesa: Ronan Arraes Jardim Chagas, Jacques Waldmann
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Mecânica Espacial e Controle
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/02.06.02.41
Resumo: This work reviews and adapts the framework for in-flight attitude initialization of an Inertial Navigation System with Position-Velocity Integration formulas (PIF and VIF), which are based on measurements from a GPS receiver and inertial sensors. It is shown that some shortcomings of such methods are more critical for a simplified comparison algorithm (TRIAD), which in turn helps to create a derived method (FIL), based on some logical conditions checks which allow precluding large alignment errors. The algorithms are then analyzed by developing an original on-line error estimation method, based on an estimation of the covariance of the involved vectors yielding a direction error for the vectors, which allows a decision criterion for online convergence declaration employed for two additional methods (OPT and OPTc). Results are validated with simulated data and Monte-Carlo tests are employed to assess the performance and validate some assumptions associated with those methods.
id INPE_d5dfbaba9a502b5deb27026c5d1b157f
oai_identifier_str oai:urlib.net:sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/02.06.02.41.13-0
network_acronym_str INPE
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisOn methods for in-flight alignment of inertial navigation systemsSobre métodos de alinhamento em voo de sistemas de navegação inercial2019-02-21Waldemar de Castro Leite FilhoRonan Arraes Jardim ChagasJacques WaldmannRian KojaInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)Programa de Pós-Graduação do INPE em Mecânica Espacial e ControleINPEBRnavegação inercialalinhamento em voonavegação auxiliada por GPSpropagação de covariânciainertial navigationin-flight alignmentGPS-aided navigationcovariance propagationThis work reviews and adapts the framework for in-flight attitude initialization of an Inertial Navigation System with Position-Velocity Integration formulas (PIF and VIF), which are based on measurements from a GPS receiver and inertial sensors. It is shown that some shortcomings of such methods are more critical for a simplified comparison algorithm (TRIAD), which in turn helps to create a derived method (FIL), based on some logical conditions checks which allow precluding large alignment errors. The algorithms are then analyzed by developing an original on-line error estimation method, based on an estimation of the covariance of the involved vectors yielding a direction error for the vectors, which allows a decision criterion for online convergence declaration employed for two additional methods (OPT and OPTc). Results are validated with simulated data and Monte-Carlo tests are employed to assess the performance and validate some assumptions associated with those methods.Este trabalho revisa e adapta os métodos de inicialização de atitude em voo de um Sistema de Navegação Inercial via Fórmulas de Integração Posição-Velocidade (PIF e VIF), os quais são baseados em medições provenientes de um receptor GPS e sensores inerciais. São apresentadas algumas limitações desses métodos, que são mais críticas para um algoritmo de comparação simplificado (TRIAD), o qual permite desenvolver um método derivado (FIL), baseado em verificações de condições lógicas que mitigam erros grandes de alinhamento. Estes algoritmos são então analisados pelo desenvolvimento de um método original de estimação de erro embarcado, baseado na covariância estimada dos vetores envolvidos, produzindo então um erro de direção dos vetores, que permite um critério de declaração de convergência empregado em dois métodos adicionais (OPT e OPTc). Resultados são validados com dados simulados e testes de Monte-Carlo são empregados para aferir o desempenho e validar hipóteses associadas a esses métodos.http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/02.06.02.41info:eu-repo/semantics/openAccessengreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPEinstname:Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)instacron:INPE2021-07-31T06:55:55Zoai:urlib.net:sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/02.06.02.41.13-0Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bibdigital.sid.inpe.br/PUBhttp://bibdigital.sid.inpe.br/col/iconet.com.br/banon/2003/11.21.21.08/doc/oai.cgiopendoar:32772021-07-31 06:55:57.085Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)false
dc.title.en.fl_str_mv On methods for in-flight alignment of inertial navigation systems
dc.title.alternative.pt.fl_str_mv Sobre métodos de alinhamento em voo de sistemas de navegação inercial
title On methods for in-flight alignment of inertial navigation systems
spellingShingle On methods for in-flight alignment of inertial navigation systems
Rian Koja
title_short On methods for in-flight alignment of inertial navigation systems
title_full On methods for in-flight alignment of inertial navigation systems
title_fullStr On methods for in-flight alignment of inertial navigation systems
title_full_unstemmed On methods for in-flight alignment of inertial navigation systems
title_sort On methods for in-flight alignment of inertial navigation systems
author Rian Koja
author_facet Rian Koja
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Waldemar de Castro Leite Filho
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Ronan Arraes Jardim Chagas
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Jacques Waldmann
dc.contributor.author.fl_str_mv Rian Koja
contributor_str_mv Waldemar de Castro Leite Filho
Ronan Arraes Jardim Chagas
Jacques Waldmann
dc.description.abstract.por.fl_txt_mv This work reviews and adapts the framework for in-flight attitude initialization of an Inertial Navigation System with Position-Velocity Integration formulas (PIF and VIF), which are based on measurements from a GPS receiver and inertial sensors. It is shown that some shortcomings of such methods are more critical for a simplified comparison algorithm (TRIAD), which in turn helps to create a derived method (FIL), based on some logical conditions checks which allow precluding large alignment errors. The algorithms are then analyzed by developing an original on-line error estimation method, based on an estimation of the covariance of the involved vectors yielding a direction error for the vectors, which allows a decision criterion for online convergence declaration employed for two additional methods (OPT and OPTc). Results are validated with simulated data and Monte-Carlo tests are employed to assess the performance and validate some assumptions associated with those methods.
Este trabalho revisa e adapta os métodos de inicialização de atitude em voo de um Sistema de Navegação Inercial via Fórmulas de Integração Posição-Velocidade (PIF e VIF), os quais são baseados em medições provenientes de um receptor GPS e sensores inerciais. São apresentadas algumas limitações desses métodos, que são mais críticas para um algoritmo de comparação simplificado (TRIAD), o qual permite desenvolver um método derivado (FIL), baseado em verificações de condições lógicas que mitigam erros grandes de alinhamento. Estes algoritmos são então analisados pelo desenvolvimento de um método original de estimação de erro embarcado, baseado na covariância estimada dos vetores envolvidos, produzindo então um erro de direção dos vetores, que permite um critério de declaração de convergência empregado em dois métodos adicionais (OPT e OPTc). Resultados são validados com dados simulados e testes de Monte-Carlo são empregados para aferir o desempenho e validar hipóteses associadas a esses métodos.
description This work reviews and adapts the framework for in-flight attitude initialization of an Inertial Navigation System with Position-Velocity Integration formulas (PIF and VIF), which are based on measurements from a GPS receiver and inertial sensors. It is shown that some shortcomings of such methods are more critical for a simplified comparison algorithm (TRIAD), which in turn helps to create a derived method (FIL), based on some logical conditions checks which allow precluding large alignment errors. The algorithms are then analyzed by developing an original on-line error estimation method, based on an estimation of the covariance of the involved vectors yielding a direction error for the vectors, which allows a decision criterion for online convergence declaration employed for two additional methods (OPT and OPTc). Results are validated with simulated data and Monte-Carlo tests are employed to assess the performance and validate some assumptions associated with those methods.
publishDate 2019
dc.date.issued.fl_str_mv 2019-02-21
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
status_str publishedVersion
format masterThesis
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/02.06.02.41
url http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/02.06.02.41
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação do INPE em Mecânica Espacial e Controle
dc.publisher.initials.fl_str_mv INPE
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
publisher.none.fl_str_mv Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
instname:Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
instacron:INPE
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
instname_str Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
instacron_str INPE
institution INPE
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
repository.mail.fl_str_mv
publisher_program_txtF_mv Programa de Pós-Graduação do INPE em Mecânica Espacial e Controle
contributor_advisor1_txtF_mv Waldemar de Castro Leite Filho
_version_ 1706805042653167616

Registros relacionados