GPS/INS

GPS/INS は、 GPS衛星信号を使用して、慣性航法システム(INS)からのソリューションを修正または調整する方法です。この方法は、あらゆるGNSS /INS システムに適用できます。

GPS は、絶対的なドリフトのない位置値を提供します。この値は、INS ソリューションをリセットするために使用したり、カルマン フィルターなどの数学的アルゴリズムを使用して INS ソリューションと組み合わせたりすることができます。ユニットの角度方向は、GPS からの一連の位置更新から推測できます。GPS に対する位置の誤差の変化を使用して、未知の角度誤差を推定できます。

GPS を INS と併用する利点は、INS を GPS 信号で較正できることと、INS が GPS よりも速い速度で位置と角度の更新を提供できることです。ミサイルや航空機などの高運動性能の乗り物の場合、INS は GPS 位置間のギャップを埋めます。さらに、GPS が信号を失うことがあり、INS は GPS 信号が失われている間も位置と角度を計算し続けることができます。この 2 つのシステムは補完的であり、しばしば一緒に使用されます。^[1]

GPS/INS は、航空機のナビゲーションによく使用されます。GPS/INS を使用すると、GPS 受信機よりも高速なサンプリング レートで提供できる、より滑らかな位置と速度の推定が可能になります。また、航空機の姿勢 (ロール、ピッチ、ヨー) ^[要出典]角度の正確な推定も可能になります。一般に、GPS/INSセンサー フュージョンは非線形フィルタリングの問題であり、拡張カルマン フィルター(EKF) ^[2]または無香料カルマン フィルター (UKF) ^[3]を使用してアプローチするのが一般的です。GPS/INS に対するこれら 2 つのフィルターの使用は、詳細な感度分析を含む さまざまな情報源で比較されています^{[4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] 。 [11]} EKF は、ヤコビ行列を使用してシステムを線形化する解析的線形化アプローチを使用しますが、UKF は、非線形性を処理するために決定論的に選択された一連のポイントを使用する無香料変換と呼ばれる統計的線形化アプローチを使用します。 UKFでは、状態誤差共分散行列の行列平方根を計算する必要があります。これは、無香料変換のシグマポイントの広がりを決定するために使用されます。行列平方根を計算するにはさまざまな方法があり、GPS/INSアプリケーション内で提示され、比較されています。^{[12]この研究から、}コレスキー分解法を使用することが推奨されています。

航空機への応用に加えて、GPS/INSは、自律航法^{[13] [14]} 、 車両運動制御^[15]、または横滑り、ロール、タイヤのコーナリング剛性の推定^{[16] [17]などの自動車への応用についても研究されてきました。}

• GNSS 拡張

• 米国特許第6900760号