به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مطالب مجلات
ردیف ۱۰-۱ از ۸۱۶۶ عنوان مطلب
|
  • سید وحید ضیاء*، جواد بابایی، ابراهیم علی زاده
    هدف اصلی این مقاله طراحی یک سیستم ناوبری تلفیقی متشکل از سنسورهای اینرسی ارزان قیمت برای تخمین وضعیت نسبتا دقیق یک رونده زیرآبی خودکار در طول همه فازهای ماموریت زیرآبی و سطحی است. دستاورد پیشنهادی با تکیه بر سیستم موقعیت یاب جهانی GPS، واحد اندازه گیری اینرسی (شتاب سنج و ژیروسکوب)، سنسور مغناطیس سنج و تکنیک فیلتر تکمیلی پایه گذاری شده است. فیلتر تکمیلی بر پایه فیلتر پایین گذر و بالاگذر به ترتیب برای حذف خطاهای نویز و بایاس در داده های اندازه گیری موجود در ساختار ناوبری تلفیقی طراحی می شود. بدین ترتیب تخمین نسبتا دقیقی از وضعیت رونده در اختیار سیستم هدایت و کنترل قرار می دهد. مهمترین ویژگی دستاورد پیشنهادی سوئیچ بین GPS و مغناطیس سنج همگام با تغییر فاز حرکتی رونده زیرآبی خودکار است که منجر به تخمین دقیق تر زاویه سمت نسبت به سیستم ناوبری ژایرویی در فازهای حرکتی سطحی و زیر آبی می شود. عملکرد الگوریتم ناوبری تلفیقی پیشنهادی، در آزمون میدانی یک رونده زیرآبی خودکار تحقیقاتی و در مقایسه با فیلتر کالمن مورد ارزیابی قرار می گیرد.
    کلید واژگان: تخمین وضعیت, رونده زیرآبی خودگردان, واحد اندازه گیری اینرسی, فیلتر تکمیلی غیرمستقیم, سیستم موقعیت یاب جهانی
    Seyed Vahid Zia*, Javad Babaei, Ebrahim Alizadeh
    This paper aims is to design an integrated navigation system constituted by low-cost inertial sensors to estimate the orientation of an Autonomous Underwater Vehicle (AUV) during all phases of under water and surface missions. The proposed approach relied on global positioning system, inertial measurement unit (accelerometer & rate gyro), magnetometer and complementary filter technique. Complementary filter operates based on low pass filter and high pass filter to remove noise and bias error of measurement data in the integrated navigation structure, respectively. Consequently, a relatively accurate orientation estimation is provided for guidance/control system. The most important feature of the proposed approach is the ability of switching between GPS and magnetometer sensor consistent with phase-change in the AUV motion. This brings about more accurate estimation of heading angle in both the surface and underwater phase compared to gyro-based navigation. The performance of the proposed algorithm is assessed in a field test executed on a research AUV and in comparison, with Kalman filter.
    Keywords: Attitude Estimation, Autonomous Underwater Vehicle, Inertial Measurement Unit, Indirect Complementary Filter, Global Positioning System
  • وحید چراغی محمودآبادی*، هادی مکارم، مجید حاتم

    خطای ناوبری در کاربرد رادار با دهانه مصنوعی (سار) منجر به خطای فاز سیگنال بازگشتی و کاهش کیفیت تصویر سار می شود. از این میان، خطای فاز مرتبه های صفر و یک بر کیفیت تصویر اثری ندارد، اما خطای فاز مرتبه های دوم و بالاتر بسیار حایز اهمیت است. بخش عمده خطای فاز مرتبه های دوم و بالاتر ناشی از خطاهای زاویه اولیه، بایاس سنسورهای اینرسی و رفتار تصادفی این سنسورها است. به منظور فایق آمدن بر این مشکل از سیستم های ناوبری تلفیقی INS/GPS استفاده می شود. از طرفی، وجود گسستگی در خروجی سیستم های ناوبری تلفیقی منجر به کاهش شدید کیفیت تصویر سار می شود. در این مقاله، اثر رویکردهای مختلف بخش ناوبری بر پاسخ ضربه سمت مورد بررسی قرار گرفته و اهمیت استفاده از الگوریتم های ویژه برای تلفیق داده های INS و GPS نشان داده شده است. سپس، با توجه به رفتار خطای ناوبری، الگوریتم پیشنهادی برای ناوبری در سار ارایه شده و مزیت آن در پاسخ ضربه سمت و کیفیت تصویربرداری به نمایش در آمده است.

    کلید واژگان: رادار دهانه مصنوعی, سیستم ناوبری اینرسی, سیستم ناوبری تلفیقی, پاسخ ضربه سمت
    Vahid Cheraghi Mahmudabadi *, Hadi Makarem, Majid Hatam

    Navigation errors in synthetic aperture radar (SAR) applications lead to phase errors in SAR echo signal and image quality degradation. Among different phase errors, zero and first order errors have no effect on image quality, while second and higher order terms are very important. The majority of second and higher order phase errors are due to initial alignment errors, and bias and random errors of inertial sensors. Integrated INS/GPS navigation systems are used for solving this problem. However, discontinuities in integrated navigation data lead to severe SAR image quality degradation. In this paper, the effect of different navigation approaches on SAR azimuth impulse response was studied and the importance of specially-designed algorithms to integrate INS and GPS was illustrated. Then, the proposed algorithm for navigation in SAR application was presented according to navigation errors behavior, and its benefit in azimuth impulse response, and imaging quality was illustrated. ‌‌

    Keywords: Synthetic Aperture Radar, Inertial Navigation System, Integrated Navigation System, Azimuth Impulse Response
  • سید مصطفی حسینی*، حسن محمدی
    ربات زیرآبی کابلی برای موقعیت یابی، ردیابی مسیر، کنترل و هدایت، نیازمند یک سامانه ناوبری دقیق است. به علت محدودیت کاری سامانه موقعیت یاب جهانی در زیرآب، سامانه ناوبری اینرسی مهم ترین سامانه تعیین موقعیت در تجهیزات زیرآبی است. در این تحقیق، بر اساس دینامیک غیرخطی ربات زیرآبی و به منظور بهبود عملکرد ربات زیرآبی در ردیابی مسیر، یک سامانه ناوبری تلفیقی بر پایه حسگرهای اینرسی، قطب نما و سرعت سنج داپلری ارایه شده است. به منظور ترکیب داده های حسگرهای سیستم و تخمین موقعیت و وضعیت ربات، از فیلتر کالمن توسعه یافته زمان پیوسته استفاده شده است. نتایج شبیه سازی در مقایسه با سامانه های ناوبری بر پایه فیلتر کالمن خطی و فیلتر کالمن توسعه یافته زمان گسسته، نشان می دهد که سیستم ناوبری تلفیقی پیشنهادی بر پایه فیلتر کالمن توسعه یافته زمان پیوسته، موقعیت و وضعیت ربات را در حلقه کنترل با دقت بالایی تخمین زده است.
    کلید واژگان: ربات زیرآبی کابلی, سامانه ناوبری تلفیقی, فیلتر کالمن توسعه یافته, ترکیب اطلاعات
    Seyed Mostafa Hosseini *, Hasan Mohammadi
    A Remotely operated vehicle (ROV) requires a precise navigation system for positioning, path tracking, guidance, and control. Due to the limitation of the global positioning system in the underwater environment, the inertial navigation system is the most important positioning system in an underwater vehicle. In this paper, based on the nonlinear dynamics of the underwater robot to improve the performance of the underwater robot in path tracking, we propose an integrated navigation system based on inertial sensors, compass, and Doppler velocity log. A continuous-time extended Kalman filter was used to combine the sensor data and estimate the robot's position. The simulation results compared to the navigation systems based on linear Kalman filter and discrete-time extended Kalman filter show that the proposed integrated navigation system based on continuous-time extended Kalman filter can estimate the attitude and position of the robot in the control loop with high accuracy
    Keywords: ROV, Integrated Navigation System, EKF, Data Fusion
  • هادی مکارم*، وحید چراغی محمودآبادی
    تعیین موقعیت آنتن در سامانه های رادار دهانه مصنوعی بسیار حایز اهمیت است و لازم است در طراحی زیرسامانه ناوبری آن، منابع مختلف خطا و نقش آنها در دقت نتایج ناوبری مورد توجه قرار گیرد. با توجه به رفتار خطاهای ناوبری اینرسی و ناوبری ماهواره ای، تلفیق داده حسگرهای اینرسی با سامانه های موقعیت یابی ماهواره ای، روشی متداول برای دست یابی به نتایج ناوبری با دقت بالا است. با این وجود، ملاحظات رادار دهانه مصنوعی استفاده از نتایج ناوبری تلفیقی را در بازه تصویربرداری با مشکل مواجه می کند. بنابراین، در بازه تصویربرداری فقط از نتایج ناوبری اینرسی استفاده می شود و نتایج ناوبری تلفیقی تنها به عنوان شرایط اولیه برای آن در نظر گرفته می شود. تخمین دقت این شرایط اولیه و پیش بینی رشد خطای ناوبری اینرسی ناشی از آن، در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است.  با توجه به این که فیلتر کالمن توسعه یافته پرکاربردترین ابزار برای تلفیق حسگرهای اینرسی و داده های ماهواره است، درایه های ماتریس کوواریانس حالت آن بیانگر دقت نتایج ناوبری تلفیقی خواهد بود. در این پژوهش برای سناریوی پروازی رادار دهانه مصنوعی که مسیر نامی آن یک مسیر مستقیم با سرعت ثابت است، ماتریس کوواریانس حالت در شرایط پایا و نیز بعد از قطع شدن داده ماهواره به صورت تحلیلی محاسبه و درستی آن به کمک شبیه سازی بررسی شده است. به طور مشخص دقت تخمین موقعیت، سرعت و زوایای جهت گیری آنتن بر حسب سطح نویز حسگرهای اینرسی و داده های ماهواره محاسبه شده است. نتایج به دست آمده در این پژوهش می تواند در طراحی و یا انتخاب سامانه ناوبری مناسب برای کاربرد رادار دهانه مصنوعی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: سامانه ناوبری اینرسی, سامانه جهانی موقعیت یابی ماهواره ای, رادار دهانه مصنوعی, فیلتر کالمن, ماتریس کوواریانس
    Hadi Makarem *, V. Cheraghi Mahmudabadi
    Antenna positioning is very important in synthetic aperture radar systems and it is necessary in the design of a navigation subsystem to account for different sources of error and their effects on the accuracy of navigation results. According to the error behavior of inertial and satellite navigation systems, integration of inertial sensors with satellite positioning systems is a common method to achieve high accuracy navigation results. However, synthetic aperture radar considerations, lead to some problems in the utilization of integrated navigation results in the imaging period. Therefore, only the inertial navigation results are used in the imaging period, and integrated navigation results are used just as the initial conditions for the algorithm. This paper studies the estimation of these initial conditions and predicts the navigation error growth caused by them. Since the extended Kalman filter is the most common tool for the integration of inertial sensors and satellite data, the elements of the corresponding state covariance matrix represent the accuracy of integrated navigation results. In this study for a synthetic aperture radar flight scenario, in which the nominal path is a straight path with a constant velocity, the state covariance matrix is calculated analytically both in the steady-state conditions and after the GNSS data outage. These analytical results are verified with simulations. Specifically, the estimation accuracy of antenna position, velocity and attitude are calculated with respect to the noise level of inertial sensors and GNSS data. Results can be used in the design and/or selection of a proper navigation system in synthetic aperture radar applications.
    Keywords: Inertial Navigation System (INS), Global Navigation Satellite System (GNSS), Synthetic Aperture Radar (SAR), Kalman Filter, Covariance Matrix
  • نعمت الله قهرمانی، سعید نصرالهی*، علیرضا سلمانی
    سیستم ناوبری یک وسیله متحرک، مقادیر سرعت، موقعیت و وضعیت لحظه ای وسیله را نسبت به یک دستگاه مرجع محاسبه می کند و در اختیار سیستم هدایت قرار می دهد. یکی از پرکاربردترین سیستم های ناوبری، سیستم ناوبری اینرسی است. با توجه به افزایش خطای سیستم ناوبری در طول زمان معمولا برای ناوبری های طولانی مدت از سیستم ناوبری تلفیقی استفاده می شود. یکی از مرسوم ترین سیستم های ناوبری تلفیقی، سیستم ناوبری تلفیقی INS با GPS است که هرکدام از آن ها مزایا و معایبی دارند که پوشش دهنده دیگری هستند. در این مقاله، دو الگوریتم تلفیق داده GPS و INS با رویکرد اتصال ضعیف و اتصال قوی پیاده سازی و مقایسه شده است. در روش اتصال ضعیف، اندازه گیری های GPS شامل موقعیت ها و سرعت ها است. در روش اتصال قوی، مدلی برای خطای GPS در نظر گرفته شده است که شامل دینامیک بایاس و رانش ساعت GPS است. نتیجه تلفیق داده GPS و INS به این روش به حقیقت نزدیک تر است؛ اما در روش اتصال ضعیف، نتیجه تلفیق میانگین داده های GPS را دنبال می کند. در اجرای الگوریتم تلفیق بااتصال قوی از داده های خام GPS که شبه فاصله و نرخ شبه فاصله به همراه اطلاعات نجومی بوده، استفاده شده است. در این مقاله، به منظور تلفیق اطلاعات داده های دو اندازه گیر از فیلتر کالمن توسعه یافته استفاده شده است. نتایج شبیه سازی برتری عملکرد تلفیق اتصال قوی نسبت به ضعیف را نشان می دهند. همچنین، الگوریتم تلفیق با رویکرد ضعیف به صورت سخت افزاری پیاده سازی و تست خودرویی آن در دو سناریوی وصل و قطع GPS انجام شده است.
    کلید واژگان: ناوبری اینرسی, ناوبری رادیویی, فیلتر کالمن, تلفیق داده ها, شبه فاصله ها
    Nematollah Ghahremani, Saeed Nasrollahi *, Alireza Salmani
    The navigation system of vehicles calculates the speed, position and attitude of the moving device relative to a reference frame and provides it to the guidance system. One of the most widely used navigation systems is the inertial navigation system. Due to the increasing error of the navigation system over time, the integrated navigation system is usually used for long-term navigation. One of the most common integrated navigation systems is the INS integrated navigation system with GPS, each of them which has advantages and disadvantages that cover the other. In this paper, two GPS and INS data integration algorithms with loosely and tightly coupled integration are implemented and compared. In the loosely coupled method, GPS measurements include positions and speeds. In the tightly coupled method, a model for GPS error is considered, which includes bias dynamics and GPS clock drift. The result of combining GPS and INS data in this way is closer to the truth, but in the method of loosely coupled, the result of the combination follows the average of GPS data. In the implementation of the combined algorithm with tightly coupled, raw GPS data is used, which is pseudo-range and pseudo-range rate along with astronomical information. In this paper, an extended Kalman filter is used to integrate the data of two measurement data. The simulation results show the superiority of tightly over loosely connection performance. Also, the integration algorithm with a loosely approach has been implemented in hardware and car testing has been done in two scenarios of connecting and disconnecting GPS.
    Keywords: Inertial Navigation, radio navigation, Kalman Filter, Data Fusion, pseudo-range
  • سید مصطفی حسینی*، محمدرضا جلیلی، ابوالفضل میقانی نژاد
    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.
    کلید واژگان: سامانه ناوبری اینرسی, سیستم موقعیت یاب جهانی, سامانه ناوبری تلفیقی, فیلتر کالمن تطبیقی
    Seyed Mostafa Hosseini *, Mohamadreza Jalili, Abolfazl Meighani Nejad
    Due to the importance of navigation accuracy, the inertial navigation system is often combined with one of the other navigation systems. In one of these methods, the Inertial Navigation System is combined with Global Positioning System. An integrated navigation system consisting of both systems provides reliable, accurate, and consistent navigation capabilities. The design of the estimator filter is one of the basic steps in the implementation of integrated navigation systems. Due to the difficulty in obtaining the accurate model of nonlinear systems, also the complexity of noise in practical environments and existence of noise with uncertain statistical characteristics, the accuracy of the KF estimation is greatly reduced. Therefore, in this paper, to improve the integrated navigation performance, a concept of self-adaptation to the KF is introduced, and the modified Sage-Husa adaptive Kalman filter algorithm based on the recursive noise estimator basis of the maximum posterior likelihood estimation is formed to overcome the shortcomings of the KF methods and solve the problem of state estimation in practical environments with complex noise and uncertain statistical characteristics and uncertainty in the model. A vehicle test was used to evaluate the proposed algorithm, and the results showed that the proposed algorithm has very acceptable accuracy and performance. so it was able to improve the RMSE evaluation criteria of position in the direction of height and speed in the vertical direction by about 38% and 25%, respectively and The RMSE evaluation criteria and Std evaluation criteria of the heading angle are 18% and 17%, respectively.
    Keywords: Inertial Navigation System, Global Positioning System, Integrated Navigation System, Adaptive Kalman Filter
  • سید حمید ظهیری *، محمد نصیری، رمضان هاونگی، حسین الیاسی
    چکیده: خطای سیستم های ناوبری اینرسی (INS) که امروزه سیستم ناوبری پایه در بسیاری از کاربردها از جمله کاربردهای نظامی است، با زمان افزایش می یابد. بنابراین برای دستیابی به دقت و قابلیت اطمینان بالاتر مخصوصا در ناوبری های طولانی مدت از جمله در کاربردهای دریایی باید از یک سیستم کمکی در کنار سیستم ناوبری اینرسی استفاده شود. در این مورد، سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS) به دلیل ویژگی های مکمل، بهترین سیستم کمک ناوبری می باشد. در یک سیستم ناوبری تلفیقی متشکل از یک سیستم ناوبری پایه در کنار یک سیستم کمک ناوبری، فیلتر کالمن توسعه یافته (EKF) ابزاری بسیار رایج در تلفیق داده های GPS و INS می باشد. با این حال ماتریس های کوواریانس نویز اندازه گیری و نویز فرایند دو پارامتر مهم در فیلتر کالمن هستند که تنظیم صحیح آنها در طی فرایند تخمین حالت های ناوبری، در کاهش خطای تخمین بسیار حائز اهمیت است. علاوه بر این از آنجا که معادلات حاکم بر سیستم اینرسی ذاتا غیر خطی هستند لذا فرایند خطی سازی در فیلتر کالمن باعث افزودن خطای ناشی از تقریب خطی سازی نیز می شود. از این رو محققین به دنبال الگوریتم های تلفیق جایگزین فیلتر کالمن هستند و تا کنون تحقیقات زیادی نیز در این زمینه انجام شده است. در این مقاله از یک تخمین گر مبتنی بر الگوریتم بهینه سازی گروه ذرات (PSO) به عنوان جایگزینی برای تخمین گر مبتنی بر فیلتر کالمن استفاده شده است. در این روش در واقع به محض دریافت مشاهدات GPS، خطای تخمین سیستم ناوبری بر اساس الگوریتم PSO، کمینه می شود تا بهترین خروجی برای سیستم تخمین زده شود. نتایج شبیه سازی ها و اعمال آن ها به چندین پایگاه داده عملی نشان می دهد که روش پیشنهادی، دقت تخمین حالت های ناوبری توسط سیستم ناوبری تلفیقی را در مقایسه با روش های معمول تلفیق از قبیل فیلتر کالمن توسعه یافته به میزان قابل توجهی بهبود داده است.
    کلید واژگان: سیستم ناوبری اینرسی, سیستم موقعت یاب جهانی, ناوبری تلفیقی, فیلتر کالمن توسعه یافته, بهینه سازی گروه ذرات
    S. H Zahiri*_M Nasiri_R Havangi_hossin eliasi

    Abstract: The Inertia Navigation Systems (INS) error, which today's basic navigation system for many uses, including military applications increases in time. Therefore, in order to achieve greater accuracy and reliability, especially in long-time navigation, such as in marine applications, an assistance system alongside the inertial navigation system should be used. In this case, the Global Positioning System (GPS) is the best navigational assistance system due to its complementary features. In an integrated navigation system consisting of a basic navigation system, along with a navigation assistance system, the Extended Kalman Filter (EKF) is a very common tool for integrating GPS and INS data. However, measurement and process noise covariance matrices are two important parameters in the Kalman filter, whose correct adjustment during navigation estimation process is very important in reducing the estimation error. In addition, since the governing equations of the inertial system are inherently nonlinear, the process of linearization in the Kalman filter adds an error due to linear approximation. Hence, researchers are looking for alternative algorithms for the Kalman filter, and so far a lot of research has been done. In this paper, an estimator based on particle optimization algorithm (PSO) is used as a substitute for Kalman filter based estimator. In this way, as soon as GPS observations are received, the estimation error of the navigation system based on the PSO algorithm is minimized to estimate the best output for the system. The simulation results and their application to several practical databases show that the proposed method significantly improved the accuracy of the estimation of navigational states by the integrated navigation system compared with conventional integration methods, such as the extended Kalman filter.
    Keywords: Inertial navigation system, Global Positioning System, Integrated navigation, Extended Kalman Filter, Particle Swarm Optimization
  • مهدی جعفری، آرش سنگری، جعفر روشنی یان
    سیستم ناوبری اینرسی، راه حلی ایده آل برای تشخیص حرکت های با دینامیک سریع و با دقت بالاست، اما دقت خروجی موقعیت و وضعیت این سیستم با گذشت زمان کاهش چشمگیری پیدا می کند. از طرف دیگر، سیستم موقعیت یابی جهانی قادر است همواره با یک دقت متوسط - در حدود چند متر خطا- موقعیت خود را در اطراف زمین مشخص کند. اما سیستم موقعیت یابی جهانی نیز به تنهایی برای ناوبری ماژول های فضایی و مداری کافی نیست، زیرا اطلاعاتی در مورد وضعیت مدول نمی دهد. تلفیق سیستم موقعیت یابی جهانی با سیستم ناوبری اینرسی روشی کم هزینه برای فراهم کردن یک سیستم ناوبری دقیق و مطمئن در کاربردهای هوافضایی غیر نظامی و نظامی است. در این مقاله با استفاده از فیلتر کالمن توسعه یافته یک الگوریتم برای تخمین خطای ناوبری و خطای حسگرهاو GPSطراحی شده است. حجم محاسبات این روش نسبت به فیلترهای ذره ای بسیار کمتر است و می تواند در ناوبری تلفیقی INS/GPSبه طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد و در کاربردهای فضایی دقت ناوبری مناسبی را فراهم می کند.
    کلید واژگان: ناوبری تلفیقی, فیلتر کالمن, ناوبری اینرسی, سیستم موقعیت یابی جهانی
    Mahdi Jafari, Arash Sangary, Jafar Roshanyan
    The Inertial navigation system is an ideal solution for motion detection with high accuracy with fast dynamics, but the precise location and status of the system output can be significantly reduced over time. On the other hand, global positioning system is able to determine its position with an average accuracy around the earth. But the GPS alone isn’t enough for navigation of orbital modules, because it doesn’t have situation of orbital modules. The integrated inertial navigation system with global positioning system is a low cost method of providing an accurate and reliable navigation system in the civilian and military aerospace applications. In this paper, using the extended Kalman filter, we design an algorithm to estimate error of sensors, navigation and GPS. This method can be widely used in the integrated navigation INS / GPS in aerospace applications and provides an accurate navigation.
    Keywords: Integrated Navigation, Kalman filter, Inertial Navigation, Positioning System
  • محمدولی ارباب میر، مسعود ابراهیمی کچویی*
    در چند دهه اخیر استفاده از سیستم ناوبری تصویری به عنوان یک سیستم کمک ناوبری در کنار سیستم ناوبری اینرسی برای پرنده های بدون سرنشین مورد تحقیق بسیاری از محققان بوده است. در این تحقیق رویکردی جدید از الگوریتم ردیابی ویژگی ها به منظور بهبود خطای سیستم ناوبری اینرسی ارایه شده است. در این رویکرد از اطلاعات سیستم ناوبری اینرسی، ویژگی های تصویر قبلی و معادلات دینامیکی جهت پیش گویی نقاط ویژگی استفاده شده است. همچنین در این رویکرد به منظور بهبود دقت محاسبه نقاط شاخص زمینی، نقاط ویژگی پیش گویی شده نامطلوب در مقایسه با خروجی الگوریتم سیفت حذف می شوند. در این رویکرد جهت بهبود خطای ارتفاع از یک بارومتر در کنار سیستم تصویر استفاده شده است. نتایج شبیه سازی بیانگر دقت مطلوب مشاهدات سیستم تصویر و بارومتر در مرحله به روزرسانی فیلتر کالمن توسعه یافته و عملکرد مطلوب سیستم ناوبری تلفیقی مذکور در تعیین پارامترهای ناوبری یک پرنده بدون سرنشین است.
    کلید واژگان: سیستم ناوبری اینرسی, ناوبری تصویری, ردیابی ویژگی ها, بارومتر, فیلتر کالمن توسعه یافته
    Mohammadvali Arbabmir, Masoud Ebrahimi *
    In the last decades, the visual navigation system has been investigated by many researchers as an aided navigation system for Inertial Navigation System (INS) in the Unmanned Aerial Vehicles (UAV). In this research, for improving the INS errors a new approach based on feature tracking algorithm is used. In this approach, in order to estimate the feature points in the current image, the INS states, the feature points of the previous image and dynamic equations are used. Also, in this approach, for improving the estimation of terrain points, the outlier estimated feature points delete. Furthermore, in this article, for improving the altitude error, a barometer is used by the mentioned vision navigation system. The simulation results illustrate the desirable accuracy of the vision system and barometer observations in the update step of Extended Kalman Filter (EKF) and remarkable performance of integrated navigation system for calculating the UAV navigation parameters.
    Keywords: INS, Visual Navigation, Feature Tracking, Barometer, EKF
  • هادی نوبهاری*، حبیب قنبرپور اصل، سیدفرهاد ابطحی

    هدف نوشتار حاضر جبران خطای سرعت و موقعیتی است که در ابتدای عملکرد حساسه ی ستاره نگر در یک سیستم ناوبری تلفیقی اینرسی/سماوی وجود دارد. این دو سیستم ناوبری به وسیله ی فیلتر کالمن درجه دوم تلفیق شده اند. به منظور حل دقیق معادلات ناوبری، از
    الگوریتم انتگرال گیری دیجیتال استفاده شده است. به علاوه، به منظور کاهش بار محاسباتی، در تمامی مراحل ناوبری و تلفیق از کواترنیون ها استفاده شده است. با استفاده از معادلات غیرخطی و به کارگیری هموارسازی و پسروی، وضعیت اولیه و بایاس شتاب سنج ها با دقت زیاد تخمین زده شده است. افزون بر این، در حین پسروی و هموارسازی، وضعیت وسیله در لحظات پیشین به دقت تخمین زده می شود. در ادامه، با انجام یک ناوبری موازی جدید، که براساس وضعیت برآورد شده ی لحظات پیشین و جبران سازی بایاس شتاب سنج ها صورت می گیرد، خطاهای سرعت و موقعیت جبران می شود. در انتها با انجام شبیه سازی برای یک ماهواره بر، روش ناوبری ارائه شده بررسی شده است.

    کلید واژگان: ناوبری اینرسی, ناوبری سماوی, ناوبری تلفیقی, فیلتر کالمن مرتبه دوم, هموارسازی, پسروی
    H. Nobahari *, H. Ghanbarpour Asl, S.F. Farhad Abtahi

    In this paper, the purpose is to compensate the errors of velocityandposition,existingatthestartingtimeofstar sensor work in an integrated inertial/celestial navigation system. In an inertial navigation system, there exists attitude error at launch moment. Moreover, while integrating gyros and accelerometers outputs, errors grow in estimation of attitude, velocity, and position on vehicle. On the other hand, because of earth's atmosphere e ects, celestial navigation cannot be implemented for a while after launch moment. Then, pure inertial navigation is carried out at this interval. Consequently, large errors of velocity and position exist at starting time of integration. The estimation and integration are carried out using unscented Kalman lter through which current attitude and the gyros xed bias can be estimated accurately. To precise integration, nonlinear navigation equations have been used and propagated implementing an accurate discretization method. Moreover, in all sequences of navigation and estimation, quaternions have beenusedtodealwithattitude. Thiswillreducecomputation costs and immunize integrated system from singularity. Since quaternions have their own vector space, some considerations are applied to estimation procedure which includes sigma point's calculation, propagation, and calculating mean and covariance. On the other hand, velocity and position errors are not observable in anintegratedinertial/celestialnavigationsystem. Then, in this paper, using nonlinear navigation equations and implementing back-propagation and smoothing, initial attitude and accelerometers xed bias are estimated accurately. In addition, the vehicles attitude is acquired at prior time steps while back-propagating. By carrying out a new parallel navigation based on vehicles attitude at prior moments and taking out gyros and accelerometers xed biases, velocity and position errors are com pensated. To demonstrate the validity and performance of the proposed method, navigation of a LEO launch vehicle has been simulated. Results admit great compensations in velocity and position errors.

    Keywords: Strapdown inertial navigation system, celestial navigation system, unscented kalman lter, smoothing, back-propagation
نکته:
  • از آنجا که گزینه «جستجوی دقیق» غیرفعال است همه کلمات به تنهایی جستجو و سپس با الگوهای استاندارد، رتبه‌ای بر حسب کلمات مورد نظر شما به هر نتیجه اختصاص داده شده‌است‌.
  • نتایج بر اساس میزان ارتباط مرتب شده‌اند و انتظار می‌رود نتایج اولیه به موضوع مورد نظر شما بیشتر نزدیک باشند. تغییر ترتیب نمایش به تاریخ در جستجوی چندکلمه چندان کاربردی نیست!
  • جستجوی عادی ابزار ساده‌ای است تا با درج هر کلمه یا عبارت، مرتبط ترین مطلب به شما نمایش داده‌شود. اگر هر شرطی برای جستجوی خود در نظر دارید لازم است از جستجوی پیشرفته استفاده کنید. برای نمونه اگر به دنبال نوشته‌های نویسنده خاصی هستید، یا می‌خواهید کلمات فقط در عنوان مطلب جستجو شود یا دوره زمانی خاصی مدنظر شماست حتما از جستجوی پیشرفته استفاده کنید تا نتایج مطلوب را ببینید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال