طراحی و پیاده سازی سیستم ناوبری تلفیقی INS/GPS با استفاده از فیلتر کالمن تطبیقی

با توجه به اهمیت دقت ناوبری، اغلب سامانه ناوبری اینرسی را با یکی از سایر سامانه های ناوبری، تلفیق می کنند. در یکی از انواع این روش ها سامانه ناوبری اینرسی با سامانه موقعیت یاب جهانی تلفیق می شود. سیستم ناوبری تلفیقی متشکل از دو سامانه ، قابلیت ناوبری قابل اعتماد، دقیق و مداوم را به همراه دارد. طراحی فیلتر تخمین زن حالت، یکی از گام های اساسی در پیاده سازی سیستم های ناوبری تلفیقی است. بدلیل پیچیدگی نویز در محیط های عملی و وجود نویز با مشخصات آماری نامشخص، دقت تخمین فیلتر کالمن کلاسیک تا حد زیادی کاهش کاهش یافته و حتی موجب واگرایی شود. بنابراین در این مقاله برای بهبود عملکرد ناوبری تلفیقی یک مفهوم خود انطباق به فیلتر کالمن کلاسیک معرفی می شود و الگوریتم فیلتر کالمن تطبیقی Sage-Husa اصلاح شده مبتنی بر تخمین گر نویز بازگشتی بر پایه برآورد بیشینه احتمال پسین شکل می گیرد تا مشکل تخمین حالت در محیط های عملی با نویز پیچیده و مشخصات آماری نامشخص و عدم قطعیت در مدل را حل کند. برای ارزیابی الگوریتم پیشنهادی از تست خودرویی استفاده شد و نتایج بدست آمده نشان داد که الگوریتم پیشنهادی از دقت و عملکرد بسیار قابل قبولی برخوردار است. علاوه براین نتایج شبیه سازی نشان داد که الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با سایر روش های پیشین از دقت تخمین بالاتری برخوردار است، بطوری که توانست معیار ارزیابی RMSE موقعیت در راستای ارتفاع و سرعت در راستای عمودی را به ترتیب حدود 38% و 25% و معیار ارزیابی RMSE و معیار ارزیابی Std زاویه سمت را به ترتیب به میزان 18% و 17% بهبود دهد.