Experimental system for validating GPS/INS integration algorithms

Författare:

  • Hjortsmarker Niklas

Publiceringsdatum: 2005-01-01

Rapportnummer: FOI-R--1875--SE

Sidor: 78

Skriven på: Engelska

Nyckelord:

  • Sensor integration navigering
  • GPS
  • tröghetsnavigering
  • MEMS
  • experiment
  • kalibrering
  • Allan varians
  • spektral analys
  • sensor integration
  • navigation
  • GPS
  • inertial navigation
  • MEMS
  • experiment
  • calibration
  • Allan variance
  • spectral analysis

Sammanfattning

Examensarbetet innefattar huvudsakligen design och implementation av en experimentell plattform för loggning av navigeringsdata. Data från en MEMS IMU (eng. Micro Electro Mechanical System, Inertial Measurement Unit) av typen MICRO ISU BP3010 och en Superstar II GPS mottagare har använts för att validera och evaluera robusta navigeringsalgoritmer. Rapporten beskriver övergripande teorin bakom integration av GPS och ett tröghetsnavigeringssystem (TNS). Sedan presenteras de sensorer som används. Experiment utfördes både i hög och lågdynamiska miljöer. Det högdynamiska experimentet utfördes i en berg-och-dalbana och det lågdynamiska utfördes med en personbil. Två integrations algoritmer, tät och lös integration, validerades med hjälp av datat från det lågdynamiska experimentet med bil. Tester av MEMS sensorerna utfördes i laboratoriemiljö då deterministiska och stokastiska fel bestämmdes. Spektral analys och Allan varians analys har använts och jämförts vid bestämning av de stokastiska felen. Resultaten från bil-försöken visar att den tätt kopplade navigerings algoritmen fungerar bättre än den löst kopplade och speciellt då det finns färre än fyra satelliter tillgängliga.