ناوبری دقیق یک شناور دریایی به کمک تلفیق سامانه های INS و GPS و بهره گیری از فیلتر کالمن توسعه یافته(یادداشت مهندسی)

ناوبری اینرسی روشی برای تعیین موقعیت، سرعت و وضعیت یک وسیله است. در این سامانه ها، سه شتاب سنج عمود برهم، و سه ژیروسکوپ عمود بر هم، به ترتیب نقش اندازه گیری شتاب های خطی و سرعت های زاویه ای وسیله را بر عهده دارند؛ با استفاده از داده های خروجی شتاب سنج ها و ژیروسکوپ ها و روابط خاص ناوبری اینرسی، تعیین موقعیت، سرعت و وضعیت انجام می پذیرد. علیرغم برخورداری این سامانه از مزایای فراوان، این روش معایبی نیز دارد که افزایش خطای سرعت و موقعیت و وضعیت وسیله با گذشت زمان، از مهمترین معایب آن است؛ این عیب، عمدتا از خطاهای حسگرهای اینرسی حاصل می شود. در این مقاله سعی شده است ابتدا خطاهای حسگرهای اینرسی (شتاب سنج ها و ژیروسکوپ ها) با یک مدل مناسب بیان شوند. در ادامه مقاله، جهت تصحیح عملکرد سامانه ناوبری اینرسی و کاهش خطاهای حسگرهای اینرسی، از تلفیق این سامانه با سامانه GPS و به کمک فیلتر کالمن توسعه یافته بهره گیری می شود. در این راستا، معادلات و روابط لازم جهت تلفیق دو سامانه مذکور، به شیوه ای گویا و کامل، استخراج و بیان می شوند. در پایان مقاله، شبیه سازی تلفیق این دو سامانه، در قالب دو سناریوی حرکتی یک شناور دریایی آورده می شود. نتایج شبیه سازی، نشان می دهد که تلفیق داده های این دو سامانه، باعث بهبود قابل ملاحظه ای در عملکرد سامانه ناوبری اینرسی و تصحیح خطاهای آن شده است.