강인필터 설계 및 스트랩다운 관성항법시스템에서의 응용

Thesis (doctoral)--서울대학교 대학원 :전기·컴퓨터공학부,2002.Docto

Flexure Error Analysis of RLG based INS

Any input acceleration that bends RLG dithering axis causes flexure error, which is a source of the noncommutative error that can not be compensated by simply using integrated gyro sensor output. This paper introduces noncommutative error equations that define attitude errors caused by flexure errors. In this paper, flexure error is classified as sensor level error if the sensing axis coincides with the dithering axis and as system level error if the two axes do not coincide. The relationship between gyro output and the rotation vector is introduced and is used to define the coordinate transformation matrix and angular motion. Equations are derived for both sensor level and system level flexure error analysis. These equations show that RLG based INS attitude error caused by flexure is directly proportional to time, amount of input acceleration and the dynamic frequency of the vehicle.본 논문은 두산인프라코어(주)와 국방과학연구소의 부분적 지원에 의하여 연구되었음

Noncommutativity Error Analysis with RLG-based INS

In this paper, we analyze a noncommutativity error that is not able to be compensated with integrating gyro outputs in RLG-based INS. The system can suffer from some motion known as RLG dithering motion, coning motion, ISA motion derived by an AV mount and vehicle real dynamic motion. So these motions are a cause of the noncornmutativity error, the system error derived by each motion has to be analyzed. For the analysis, a relation between rotation vector and gyro outputs is introduced and applied to define the coordinate transformation matrix and the angular vector

A Performance Comparison of Extended and Unscented Kalman Filters for INS/GPS Tightly Coupled Approach

This paper deals with INS/GPS tightly coupled integration algorithms using extend Kalman filter (EKF) and unscented Kalman filter (UKF). In the tightly coupled approach, nonlinear pseudorange measurement models are used for the INS/GPS integration Kalman filter. Usually, an EKF is applied for this task, but it may diverge due to poor functional linearization of the nonlinear measurement. The UKF approximates a distribution about the mean using a set of calculated sigma points and achieves an accurate approximation to at least second-order. We introduce the generalized scaled unscented transformation which modifies the sigma points themselves rather than the nonlinear transformation. The generalized scaled method is used to transform the pseudo range measurement of the tightly coupled approach. To compare the performance of the EKF- and UKF-based tightly coupled approach, real van test and simulation have been carried out with feedforward and feedback indirect Kalman filter forms. The results show that the UKF and EKF have an identical performance in case of the feedback filter form, but the superiority of the UKF is demonstrated in case ofthe feedforward filer form.본 연구는 국방과학연구소의 부분적 지원에 의하여 연구되었음

Hybrid Dual Quaternion Algorithm For Precise Strapdown Inertial Navigation

Dual quaternion is efficient methodology to express rotation and translation of the vehicles movements in the unified frame work. Recently, a strapdown inertial navigation algorithm based on dual quaternion was introduced. By comparing and analyzing the classical and dual-quaternion algorithms, this paper proposes a new strapdown inertial navigation algorithm that maintains the accurracy benefit of the dual-quaternion algorithm with considerable computational reduction. Simulation results show the efficiency of the proposed hybrid strapdown navigation algorithm. 근래에 들어 관성항법 알고리즘의 성능 향상에 이체 쿼터니언(dual quaternion)이 새로이 적용되기 시작하였다. 이체 쿼터니언은 선형 미분방정식으로 계산하는 쿼터니언을 회전운동과 병진운동을 동시에 취급하는 이체수(dual number)체계로 확장한 형태이다. 본 논문에서는 기존의 관성항법 알고리즘과 근래에 소개된 이체 쿼터니언 알고리즘을 분석하여 두 알고리즘의 장점을 결합한 새로운 형태의 정밀 이체 쿼터니언 알고리즘을 제안하였다. 제안된 혼합 알고리즘은 기존 알고리즘과 유사한 수치적 연산량으로 이체 쿼터니언의 알고리즘과 유사한 정확도 향상을 얻을 수 있다. 시율 레이션을 통하여 제안된 혼합 알고리즘의 연산량 및 정확도를 평가하였다.ADD/FVRC/한국항공대학교 항공전자연구

The design of the GPS Signal Acquisition Algorithm for Weak Signals

소프트웨어 기반 GPS수신기에서 신호획득 알고리즘은 중요한 신호처리 과정 중 하나다. 신호획득 과정에서 구한 코드위상과 도플러 이동된 주파수를 다음단계인 신호 추적알고리즘에 보내기 위해서는 정확하고 효율적인 신호 획득 판별 방법이 필요하다. 본 논문에서는 신호 획득 판별 방법 중 순환상관관계 값의 비를 파라미터로 설정하여 신호 획득 여부를 판별하는 방법을 사용했다. 설정한 파라미터의 오경보율과 검출확률을 통해 성능을 분석했고, 미약 신호 획득을 위한 임계치 설정 방법을 연구하였다. 그리고 분석한 임계치를 가지고 실제 GPS신호를 획득하는데 사용하였다.본 연구는 방위사업청과 국방과학연구소가 지원하는 국방위성항법특화연구센터 사업의 일환으로 수행되었습니다

GNSS Interference Detection using Adaptive notch filter

위성항법시스템의 활용이 증가하면서 위성항법시스템의 성능을 저하시키는 원인 중 하나인 전파간섭 신 호에 대한 연구의 필요성이 높아지고 있다. 전파간섭 신호의 영향에 강인하고 위성항법시스템의 항법해 정확도를 높이기 위해서는 전파간섭 신호원을 검출하고 전파간섭 영향을 완화시키는 방법에 대한 연구 가 필요하다. 이를 위해서 본 논문에서는 적응 노치 필터를 이용하여 협대역 단일주파수 전파간섭 신호 (single-tone CWI)와 다중주파수 전파간섭 신호(multi-tone CWI)를 검출하기 위한 알고리즘을 구현하 고 시뮬레이션을 통해 검출하고 결과를 분석하였다. In this paper, an adaptive IIR notch filter structure based on a low-complexity time domain approach and the interference detection algorithms is employed to track single-tone CW and multi-tone CW interference signal. The center frequency of the interference is detected using the adaptive lattice IIR notch filter. Theoretical analysis and simulation are carried out to show the feasibility and performance estimation of the proposed methods.DAPA/ADD/NGRC(국방위성항법특화연구센터