• Title/Summary/Keyword: 관성좌표계

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Vision Aided Inertial Sensor Bias Compensation for Firing Lane Alignment (사격 차선 정렬을 위한 영상 기반의 관성 센서 편차 보상)

  • Arshad, Awais;Park, Junwoo;Bang, Hyochoong;Kim, Yun-young;Kim, Heesu;Lee, Yongseon;Choi, Sungho
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.50 no.9
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    • pp.617-625
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    • 2022
  • This study investigates the use of movable calibration target for gyroscopic and accelerometer bias compensation of inertial measurement units for firing lane alignment. Calibration source is detected with the help of vision sensor and its information in fused with other sensors on launcher for error correction. An algorithm is proposed and tested in simulation. It has been shown that it is possible to compensate sensor biases in firing launcher in few seconds by accurately estimating the location of calibration target in inertial frame of reference.

GEOCODING OF SAR IMAGE USING THE ORBIT AND ATTITUDE DETERMINATION OF RADARSAT (RADARSAT 위성의 궤도결정과 자세결정을 이용한 SAR 영상의 자리매김)

  • 소진욱;최규홍;원중선
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • v.15 no.1
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    • pp.183-196
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    • 1998
  • The Synthetic Aperture Radar(SAR) image and the Digital Elevation Model(DEM) of an target area are put into use to generate three dimensional image map. An method of image map generation is explained. The orbit and attitude determination of satellite makes it possible to model signal acquisition configuration precisely, which is a key to mapping image coordinates to geographic coordinates of concerned area. An application is made to RADARSAT in the purpose of testing its validity. To determine the orbit, zero Doppler range is used. And to determine the attitude, Doppler centroid frequency, which is the frequency observed when target is put in the center of antenna's view, is used. Conventional geocoding has been performed on the basis of direct method(mapping image coordinates to geographic coordinates), but in this reserch the inverse method(mapping from geographic coordinates to image coordinates) is taken. This paper shows that precise signal acquisition modeling based on the orbit and attitude determination of satellite as a platform leads to a satellite-centered accurate geocoding process. It also shows how to model relative motion between space-borne radar and target. And the relative motion is described in ECIC(earth-centered-initial coordinates) using Doppler equation and signal acquisition geometry.

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A Preliminary Study of Near Real-time Precision Satellite Orbit Determination (준 실시간 정밀 위성궤도결정을 위한 이론적 고찰)

  • Bae, Tae-Suk
    • Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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    • v.27 no.1
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    • pp.693-700
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    • 2009
  • For real-time precise GPS data processing such as a long baseline network RTK (Real-Time Kinematic) survey, PPP (Precise Point Positioning) and monitoring of ionospheric/tropospheric delays, it is necessary to guarantee accuracy comparable to IGS (International GNSS Service) precise orbit with no latency. As a preliminary study for determining near real-time satellite orbits, the general procedures of satellite orbit determination, especially the dynamic approach, were studied. In addition, the transformation between terrestrial and inertial reference frames was tested to integrate acceleration. The IAU 1976/1980 precession/nutation model showed a consistency of 0.05 mas with IAU 2000A model. Since the IAU 2000A model has a large number of nutation components, it took more time to compute the transformation matrix. The classical method with IAU 2000A model was two times faster than the NRO (non-rotating origin) approach, while there is no practical difference between two transformation matrices.

Calibration of a Redundant IMU with Low-grade Inertial Sensors (저급 관성센서로 구성된 중첩 IMU의 오차 보정)

  • Cho, Seong-Yun;Park, Chan-Gook;Lee, Dal-Ho
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.32 no.10
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    • pp.53-59
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    • 2004
  • A calibration technique for a redundant IMU with low-grade inertial sensors is proposed. In order to calibrate the redundant IMU that can detect and isolate a faulty sensor, the fundamental coordinate frames in the IMU are defined and the IMU error is modeled based on the frames. Equations to estimate the error coefficients of the redundant IMU are formulated, and a test sequence using the 2-axis rate table is also presented. Finally, a redundant IMU with cone configuration is implemented using the low-grade inertial sensors and the performance of the proposed technique is verified by some experiments.

KOMPSAT 삼축자력계로부터 관측된 지구자기장 분석

  • 황종선;김성용;이선호;민경덕;김정우
    • Proceedings of the KSEEG Conference
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    • 2003.04a
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    • pp.143-149
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    • 2003
  • 다목적위성 1호(KOMPSAT-1, The first Korea Multi-Purpose Satellite)에 장착된 위성 자세제어용 3축 자력계(TAM, Three-Axis Magnetometer)로부터 2000년 6월 19일에서 21일 사이에 측정된 지구자기장을 분석하였다. TAM Telemetry 값을 지구관성좌표계에서 지구고정좌표계로 우선 변환시킨 후에 다시 구면좌표계로 변환하여 자료를 처리하였다. 지구자기장의 영향 이외의 위성내의 유도 전류나 온도변화로 인한 에러, 태양풍의 영향 등을 제거하였고 태양에 의한 영향을 제거하기 위해 제도를 지방시에 따라 상승 및 하강과 두 그룹으로 나눈 후 파동수대비법을 이용해 두 그룹 사이에 서로 역으로 대비되는 (inversely-correlated) 성분을 제거하였다. 측선 잡음을 제거하기 위하여 파동수 영역에서 Quadrant Swapping법을 도입하였고, 이로부터 연구 기간 중 최종적인 지구자기장을 추출하였다. KOMSAT TAM 으로부터 추출된 자기장의 주성분(corefield)을 동일 기간 중 KOMSAT과 유사한 고도에서 지구자기장 관측을 전문적으로 수행한 Ørsted 위성 관측값과 비교한 결과 이들 사이의 상관계수는 0.97로 매우 높게 나타났다 위성 자세보정용 자력계로 부터 관측된 자기장으로부터 신뢰도 있는 주성분 추출이 가능해짐에 따라 이로부터 전지구 구면조화계수를 유도할 경우 지구자기장 전문 관측위성이 존재하지 않는 기간 및 고도에 대한 자기장 연구가 가능하다.

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A Study of An Initial Alignment Method of Underwater Vehicle Dropped from Aircraft (항공기에서 투하되는 수중운동체의 초기정렬기법 연구)

  • 류동기;김삼수
    • Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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    • v.6 no.1
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    • pp.21-29
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    • 2003
  • The Strap Down Inertial Measurement Unit(SDIMU) is recently used for the sensor package of the modern underwater vehicles such as torpedoes and unmanned underwater-vehicles. For using SDIMU, an initial alignment must be carried out before the fire or navigation stage. The general initial alignment methods require that a mother vehicle Is a stationary condition or the Inertial Navigation System(INS) of vehicle is received the specific of data navigation from the mother vehicle. But an underwater vehicle dropped from aircraft is hard to satisfy above both necessary conditions of the general initial alignment. So, we suggest a new strap down initial alignment method of an underwater vehicle dropped from aircraft without using any aided sensors. The highlight point of this method is that a period of initial alignment is not before the fire but during running stage to fix alignment error. And we verify it by analyzing various data of S/W simulations, Hardware In the Loop Simulation(HILS) tests and sea trials.

A Study about Attitude Control of Unmanned Aerial Vehicle(UAV) Using the Inertial Sensor (관성센서를 이용한 무인 항공체의 자세 제어에 관한 연구)

  • Oh, Sung-Ham;Yun, Dong-Woo;Lee, Gum-Soo;Son, Young-Ik;Kim, Kab-Il
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2008.04a
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    • pp.244-245
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    • 2008
  • 본 논문은 관성센서를 이용한 무인 항공체의 자세 제어에 관한 연구를 다루었다. 항공계의 종류는 크게 고정익기와 회선익기로 나뉘는데 본 연구에서는 회전익기의 형태를 가진 Quarter Vehicle을 사통하였다. Quarter Vehicle은 4개의 프로펠러에 의한 양력과 회전 반발력으로 비행을 한다. 이때의 양력은 수평면에 대해 수직으로 추력을 발생시키므로 다른 비행체보다 불안정하며 이를 안정하게 제어하기 위해 관성 센서를 적용하여 균형을 유지한다. 본 연구에서는 관성센서를 이용하여 UAV의 자세와 균형을 안정적으로 유지하여 안정적인 비행이 가능하도록 하였다. 또한 상호 의존적인 항법 시스템으로 환경변화에 영향을 받지 않으며, 정확한 위치정보를 제공하는 GPS를 사용하여 3개 이상의 위성으로부터 정보를 받아 좌표를 계산하고 위치, 속도 및 방향을 결정하여 자율 비행이 가능하도록 설계하였다. 본 논문에서는 Quarter Vehicle의 구조와 이론적 배경을 통한 설계, 그리고 관성센서와 GPS의 적용을 위한 방법을 제시 한다.

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A STUDY OF PREDICTION METHOD FOR DYNAMIC STABILITY DERIVATIVE USING STEADY STATE SIMULATION IN NON-INERTIAL COORDINATE (비관성 좌표계에서의 정상해석을 통한 동 안전 미계수 예측 기법 연구)

  • Lee, H.R.;Lee, S.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2011.05a
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    • pp.428-433
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    • 2011
  • In this paper, a prediction method for dynamic stability derivatives is studied using steady state simulations in rotational coordinates. The simulations require the extension of a standard CFD formulations based on inertial coordinate. A new CFD code based on the method are developed. Flows induced by steady circular motions of airfoils with a constant pitch rate are simulated with the code. From the numerical simulations, the pitch rate derivatives are obtained at various Mach numbers, and the results are compared with other numerical results. The numerical simulations show that the new code are capable of predicting dynamic stability derivatives.

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중력장 가속도, 중력 가속도, 그리고 가속도계 측정값 사이의 관계

  • Lee, Hyeong-Geun
    • ICROS
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    • v.16 no.3
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    • pp.40-45
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    • 2010
  • 물체의 운동을 측정하기 위하여 관성 센서(inertial sensor)에 대한 배경 지식이 없는 사용자가 가속도계(accelerometer)를 사용하고자 할 경우 센서의 이름이 주는 혼동에 의하여 물체의 운동 가속도(acceleration)를 쉽게 얻어낼 수 있으리라 기대하게 된다. 반면, 가속도계가 실제 측정하여 주는 값은 비력 가속도(acceleration due to specific force)에 해당되므로 적절한 처리를 부가하지 않으면 기대한 바와 같이 물체의 운동 가속도를 얻을 수 없다. 가속도계의 측정값으로부터 운동 가속도를 추출하기 위해서는 중력장 가속도 (gravitational acceleration), 중력 가속도 (acceleration due to gravity), 비력 가속도, 그리고 운동 가속도 사이의 관계를 명확하게 구분 이해할 필요가 있다. 본 고에서는 앞선 고들에서 다룬(막대) 벡터, 좌표값, 좌표계, 좌표변환행렬, 그리고 코리올리 효과 등의 개념을 확장하여 다양한 개념의 가속도들을 구분 설명하였다.

Prediction of Pitch and Roll Dynamic Derivatives for Flight Vehicle using CFD (전산유체역학을 이용한 비행체의 피치와 롤 동안정 미계수 예측)

  • Lee, Hyung-Ro;Gong, Hyo-Joon;Kim, Beom-Soo;Lee, Seung-Soo
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.40 no.5
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    • pp.395-404
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    • 2012
  • This paper presents computations of the dynamic derivatives of three dimensional flight vehicle configurations using CFD. The pitch dynamic derivatives are computed from the pitch sinusoidal motion, while the roll damping is computed based on steady state calculation using a non-inertial frame method. The Basic Finner and the SDM(Standard Dynamic Model) are chosen for the benchmark tests against other numerical and experimental results. For the flow calculations, a 3-D Euler solver that can be run both on the non-inertial frame and on the inertial frame is developed. A dual-time stepping method is applied for the unsteady time accurate simulations. A good agreement of pitch-roll dynamic derivatives with previously published numerical results and the experimental results is observed.