طراحی و پیاده سازی الگوریتم تخمین مقید تطبیقی برای سامانه ارزان قیمت SINS/GNSS در محیط‌های شهری

Abstract

در سامانه‌های ناوبری اینرسی متصل به بدنه، به دلیل وجود عدم قطعیت‌های ناشی از نویز، بایاس و دریفت حسگرهای اینرسی ارزان قیمت، خطای موقعیت‌یابی در مدت زمان کوتاه، افزایش چشمگیری پیدا می‌کند. بنابراین ترکیب آن با یک سامانه کمکی مانند سامانه موقعیت‌یاب جهانی به منظور کاهش خطای سامانه ناوبری اینرسی توسط یک الگوریتم تخمین‌زن مناسب پیشنهاد می‌شود. اما در مناطق شهری به دلیل نزدیکی به درختان و ساختمان‌های بزرگ امکان قطعی سیگنال سامانه موقعیت‌یاب جهانی وجود دارد. در همین راستا به منظور ارائه داده‌های قابل اطمینان در مواقع قطعی سیگنال سامانه موقعیت‌یاب جهانی، در این مقاله به ارائه الگوریتم تخمین مقید تطبیقی برای سامانه ترکیبی ناوبری اینرسی- موقعیت‌یاب جهانی پرداخته می‌شود. در این تخمین‌زن، ابتدا قیودی مناسب با استفاده از فرضیاتی در مورد سرعت‌های خودرو در مختصات بدنه و همچنین قیود ارتفاع براساس داده‌های فشارسنج تعریف شده و سپس به ارائه الگوریتم تخمین مقید براساس قیود تعریفی پرداخته می‌شود. همچنین به منظور کاهش خطای تخمین از منطق فازی نوع 2 برای تنظیم پارامترهای تخمین‌زن متناسب با مانور خودرو استفاده می شود. به منظور پیاده‌سازی و مقایسه الگوریتم ارائه شده و صحه‌گذاری آن از تست خودرو استفاده می‌شود. نتایج حاصل از تست نشان می‌دهد که با استفاده از الگوریتم طراحی شده، دقت تخمین متغیرهای حالت ناوبری اینرسی نسبت به حالت نامقید به میزان قابل توجهی افزایش خواهد یافت.