سامانههای ناوبری اینرسی از مهمترین سامانهها جهت تعیین موقعیت، سرعت و وضعیت وسایل متحرکی مانند کشتیها، هواپیماها، موشکها و .... میباشد. پایه این علم، قوانین نیوتن است. در این سامانه ها، سه حسگر شتابسنج و سه حسگر ژیروسکوپ به ترتیب نقش اندازهگیری شتابهای خطی و سرعتهای زاویهای وسیله را برعهده دارند. با استفاده از داده های خروجی این سنسورها، و الگوریتمهای خاص ناوبری، موقعیت، سرعت و وضعیت وسیله انجام میپذیرد. در این مقاله، ابتدا دستگاههای مختصات مختلف مانند بدنی، اینرسی، زمینی و جغرافیایی به طور کامل و با بیانی مناسب و شیوا معرفی میشوند. سپس در ادامه، الگوریتمهای ناوبری اینرسی در هر کدام از دستگاههای مختصات مذکور، بیان شده و دیاگرام کلی ناوبری هر دستگاه به طور مجزا ارائه خواهند شد. در ادامه، شبیهسازی های مربوط به ناوبری اینرسی در دستگاه های مختصات اینرسی، زمینی دکارتی و NED به کمک نرمافزار سیمولینک انجام میشود. جهت این کار سه سناریوی حرکتی مختلف در مختصات دوبعدی و سه بعدی، بررسی و نتایج شبیهسازی آنها آورده خواهند شد. نتایج شبیهسازی نشان میدهد که الگوریتمه ای ناوبری اینرسی در دستگاه های مختصات مختلف از کارآیی و دقت مناسب جهت ناوبری برخوردار میباشد و برای هر نوع شبیهسازی دیگری نیز کافی است دادههای شتابسنجها و ژیروسکوپها به عنوان دادههای ورودی به این شبیه ساز وارد شده و ناوبری و موقعیت یابی وسیله انجام پذیرد. در پایان مقاله به موضوع ارزیابی عملکرد سامانه ناوبری اینرسی، مدل خطای حسگرهای اینرسی و تلفیق سامانه ناوبری اینرسی و سامانه موقعیت یاب جهانی یا GPS به کمک فیلتر کالمن اشاره خواهد شد.
Grigorie, T., Lungu, M., Raluca, I. and Obreja, R. “Concepts for Error Modelling of Miniature Accelerometers used in Inertial Navigation Systems’’, Annals of the University of Craiova. Electrical Engineering series, No. 34, pp. 212-219, 2010.
Dargan, S. and Tiwari, N. “GPS/INS Integration & Simulation with Time Synchronization Property”, International Journal Modern Electronics and Communication Engineering, Vol. 3, No. 2, pp. 9-12, 2015.
Zaghloul, M.S. “Accurate Positioning Using Integration of Inertial Navigation System based on GPS and Inertial Measurement Unit”, International Journal of Academic Research in Computer Sciences and Electrical Engineering, Vol. 1, No. 1, pp. 31-37, 2014.
Jwo, D.J., Shih, J.H., Hsu, C.S. and Yu, K.L. “Development Of A Strapdown Inertial Navigation System Simulation Platform’’, Journal of Marine Science and Technology, Vol. 22, No. 3, pp. 381-391, 2014.
Zhang, W., Ghogho, M. and Yuan, B. “Mathematical Model and Matlab Simulation of Strapdown Inertial Navigation System”, Hindawi Publishing Corporation, Modelling and Simulation in Engineering, Vol. 2012, Article ID 264537, pp. 1-25, 2012.
Tadic, S. and Vukajlovic, M.B. “Experimental Verification of Inertial Navigation with MEMS for Forensic Investigation of Vehicle Collision”, Journal of Radio Engineering, Vol. 25, No. 1, pp. 187-193, 2016.
Prasad, K., Kumudha, B. and Keerthana, P. “Mechanization And Error Analysis Of Aiding Systems In Civilian And Military Vehicle Navigation Using Matlab Software”, International Journal of Control Theory and Computer Modeling, Vol. 5, No. 1, pp. 15-31, 2015.
Titterton, D. and Weston, J. “Strapdown inertial navigation technology’’, (2nd Edition), Institution of Engineering and Technology, United Kigdom, 2004.
Shults, R. “Simulation of Inertial Navigation System Errors At Aerial Photography From AUV”, The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XLII-1/W1, pp.345-351, 2017.
قاسم زاده, سید وحید. (1397). مدل سازی و شبیه سازی الگوریتم های سامانه های ناوبری اینرسی در دستگاههای مختصات Inertial، ECEF و NED. مکانیک هوافضا, 14(4), 75-89.
MLA
سید وحید قاسم زاده. "مدل سازی و شبیه سازی الگوریتم های سامانه های ناوبری اینرسی در دستگاههای مختصات Inertial، ECEF و NED", مکانیک هوافضا, 14, 4, 1397, 75-89.
HARVARD
قاسم زاده, سید وحید. (1397). 'مدل سازی و شبیه سازی الگوریتم های سامانه های ناوبری اینرسی در دستگاههای مختصات Inertial، ECEF و NED', مکانیک هوافضا, 14(4), pp. 75-89.
VANCOUVER
قاسم زاده, سید وحید. مدل سازی و شبیه سازی الگوریتم های سامانه های ناوبری اینرسی در دستگاههای مختصات Inertial، ECEF و NED. مکانیک هوافضا, 1397; 14(4): 75-89.
)
