• 제목/요약/키워드: Inertial navigation system

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파도를 고려한 2축 회전형 관성항법시스템의 안정화 기법 (Stabilization Technique for a Dual-axis Rotational Inertial Navigation System considering Waves)

  • 채명석;조성윤;박찬국;조민수;박찬주
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.437-444
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    • 2024
  • 회전형 관성항법시스템은 IMU(: Inertial Measurement Unit)를 김블 위에 장착하고 김블을 규칙적으로 회전시켜 IMU의 오차를 상쇄시킴으로써 보다 정확한 항법 정보를 제공할 수 있다. 그러나 파도에 의해 자세 변화가 생기면 회전절차의 한 주기가 끝나는 시점에 자세 오차가 0으로 상쇄되지 않게 되어 큰 위치 오차를 유발한다. 본 논문에서는 이 문제를 고려하여 항체의 롤각 정보를 기반으로 외부 김블을 회전시켜 안정화를 시키는 방법을 제안한다. 시뮬레이션을 기반으로 파도에 의한 영향을 분석하고 외부 김블 안정화의 성능을 검증한다.

GPS/GLONASS 보정 관성항법시스템의 적응필터 설계 (Design of an Adaptive Filter for GPS/GLONASS Aided Inertial Navigation System)

  • 박흥원;제창해;정태호;박찬빈
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.201-210
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    • 1998
  • Inertial Navigation System(INS) can provide the vehicle position and velocity information using inertial sensor outputs without the use of external aids. Unfortunately INS navigation error increases with time due to inertial sensor errors, and therefore it is desirable to combine INS with external aids such as GPS, TACAN, OMEGA, and etc.. In this paper we propose an integration algorithm of commercial GPS/GLONASS and INS where an adaptive filter for signal processing of GPS/GLONASS receiver and the 12th order Kalman filter for aided strapdown INS(SDINS) we employed. Simulation results show that the proposed adaptive filter can effectively remove a randomly occurring abrupt jump due to sudden corruption of the received satellite signal and that the Kalman filter performs satisfactorily.

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이동로봇의 위치 추정을 위한 약결합 방식의 INS/GPS 구현에 관한 연구 (A study on INS/GPS implementation of loosely coupled method for localization of mobile robot.)

  • 박명훈;홍승홍
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.493-495
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    • 2004
  • In this paper, shows a research in accordance with the design the implementation of the localization system for mobile robot using INS(Inertial Navigation System) and GPS(Global Positioning System). First, a Strapdown Inertial Navigation System : SDINS is designed and implemented for low speed walking robot, by modifying Inertial Navigation System which is widely used for rocket, airplane, ship and so on. In addition, thesis proposes the localization of robot with the method of loosely coupled method by using Kalman Filter with INS/GPS integrated system to utilize assumed position and steed data from GPS.

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링레이저 자이로 기반 2축 회전형 관성항법장치 오차해석에 대한 연구 (A Study on Error Analysis of Dual-Axis Rotational Inertial Navigation System Based on Ring Laser Gyroscope)

  • 김천중;유해성;이인섭;오주현;이상정
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권11호
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    • pp.921-933
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    • 2018
  • 관성항법장치 순수항법 성능을 개선하는 방법으로 관성센서 오차가 상호 상쇄되도록 관성센서뭉치를 회전시켜 항법 성능을 개선하는 방법이 있으며 이러한 원리로 동작하는 항법장치를 회전형 관성항법장치라 한다. 관성센서 오차에 의한 회전형 관성항법장치의 정확한 항법 성능 분석을 위해서는 이에 대한 이론적 오차해석이 요구되나 기존의 많은 연구에서는 지구회전 각속도 및 중력 가속도에 의한 영향을 무시하고 오차해석을 수행하여 회전형 관성항법장치의 정확한 항법 성능 분석이 수행되지 않았다. 본 논문에서는 링레이저 자이로 기반 회전형 관성항법장치의 정확한 항법 성능 분석을 위하여 지구회전 각속도 및 중력 가속도 항을 포함한 이론적인 오차해석을 수행하고 이를 기반으로 회전형 관성항법장치의 항법 성능 분석 결과를 제시하였다.

Performance Improvement of Low-cost DR/GPS for Land Navigation using Sigma Point Based RHKF Filter

  • Cho, Seong-Yun;Choi, Wan-Sik
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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    • pp.1450-1455
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    • 2005
  • This paper describes a DR construction for land navigation and the sigma point based receding horizon Kalman FIR (SPRHKF) filter for DR/GPS hybrid navigation system. A simple DR construction is adopted to improve the performance both of the pure land DR navigation and the DR/GSP hybrid navigation system. In order to overcome the flaws of the EKF, the SPKF is merged with the receding horizon strategy. This filter has several advantages over the EKF, the SPKF, and the RHKF filter. The advantages include the robustness to the system model uncertainty, the initial estimation error, temporary unknown bias, and etc. The computational burden is reduced. Especially, the proposed filter works well even in the case of exiting the unmodeled random walk of the inertial sensors, which can be occurred in the MEMS inertial sensors by temperature variation. Therefore, the SPRHKF filter can provide the navigation information with good quality in the DR/GPS hybrid navigation system for land navigation seamlessly.

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GPS와 INS의 센서융합을 이용한 확장형 칼만필터 설계 및 자율항법용 회피알고리즘 개발 (Avoidance Algorithm and Extended Kalman Filter Design for Autonomous Navigation with GPS & INS Sensor System Fusion)

  • 유환신
    • 한국항행학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.146-153
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    • 2007
  • 무인자동차는 스스로 목적지와 경유지를 찾아서 항행할 수 있는 이동체이다. 이러한 항행의 성능을 보다 정밀하게 향상시키기 위하여 본 논문에서는 관성항법과 GPS를 융합한 확장형 칼만필터를 적용한 보정 알고리즘을 개발하였다. 확장형 칼만필터의 성능을 검증하기 위하여 무인자동차의 실차실험을 실시하고 그 결과로서 필터의 효율성을 확인하였다.

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관성항법장치 온도 안정화 상태에서의 초기정렬 성능분석 (Performance Analysis of Self-Alignment in the Temperature Stabilizing State of Inertial Navigation System)

  • 김천중;유준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권8호
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    • pp.796-803
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    • 2011
  • 정지 상태에서 관성항법장치를 구성하는 가속도계 및 자이로 측정치를 이용하여 초기 자세를 구하는 것을 초기정렬 혹은 자가정렬이라 한다. 초기정렬의 정밀도는 관성항법장치에 탑재되는 관성센서의 성능에 의하여 결정되며 수평축 자세는 수평축 가속도계, 수직축 자세는 E축 자이로 성능에 의해 결정된다. 그러므로 관성센서에서 발생된 불확실한 오차는 초기정렬의 정밀도를 저하시키는 주요원인이 된다. 논 논문에서는 관성센서의 불확실한 오차 중에서 관성항법장치에 전원이 인가되어 온도가 안정화 되는 상태에서의 관성센서 오차가 초기정렬 성능에 어떠한 영향을 미치는 가를 이론적으로 분석하고 시뮬레이션을 통하여 검증한 결과를 제시한다.

이동하는 물체의 자세와 위치를 추정하기 위한 다중 필터 관성 항법 시스템 (Estimation of Attitude and Position of Moving Objects Using Multi-filtered Inertial Navigation System)

  • 황서영;이장명
    • 전기학회논문지
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    • 제60권12호
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    • pp.2339-2345
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    • 2011
  • This paper proposes a new multi-filtered inertial navigation system to estimate the attitude and position of moving objects. This system has two states, the one is attitude state and the other is position/velocity state. For compensating IMU sensor errors, each of the two states uses a different filter: the attitude state uses the EKF and the position state uses the UPF. The fast and precise characteristics of the EKF have been properly utilized for the attitude estimation, while superior dynamic characteristics of the UPF have been fully adopted for the position estimation. The combination of these two filters in an inertial navigation system improves the system performance to be faster and more accurate. Experimental results demonstrate the superiority of this approach comparing to the conventional ones.

상용 초정밀 관성항법시스템용 윈도우즈 운영체제 기반 CDU(Control Display Unit) 설계 (A Windows Operating System based Control Display Unit for a Commercial High Precision Inertial Navigation System)

  • 김정원;신대식;황동환;이상정;박용운
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.101-103
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    • 2005
  • This paper designs a CDU(Control Disaply Unit) for commercial high precision INS(Inertial Navigation System). The CDU is designed using GUI(Graphic User Interface) programming running on Windows operating system. Since the designed CDU provides standard functions of the Windows operating systems and has a modular structure, it is easy to modify and extend. The CDU has been interfaced to the H-726 INS, from which it's usefulness can be seen.

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링 레이저 자이로 기반 함정용 관성항법장치 성능규격 결정에 대한 연구 (A Study on Determining the Performance Requirements of Ship's Inertial Navigation System Based on Ring Laser Gyroscope)

  • 김천중;유해성;유기정;박찬주;이상정
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.731-743
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    • 2018
  • In this paper, a study result to decide the accuracy specifications of inertial sensors satisfying the performance requirements of SINS(ship's inertial navigation system) is proposed. To do this, the performance specifications of overseas SINS is surveyed and the detailed error analysis of SINS at stationary condition is performed. Also, a new performance index to indicate the performance of SINS is derived. Modelling and simulation results show that the accuracy specifications of inertial sensors to meet the performance requirements of SIGMA40XP, a typical overseas SINS, can be determined through the newly derived performance index in this paper.