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자이로의 불규칙 혼합잡음을 고려한 보조항법시스템 칼만 필터 설계
Kalman Filter Design For Aided INS Considering Gyroscope Mixed Random Errors 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.34 no.4, 2006년, pp.47 - 52  

성상만 (한국기술교육대학교) ,  강기호 (한국기술교육대학교)

초록
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불규칙 혼합잡음의 등가 ARMA 모델 표현을 사용하여 자이로의 불규칙 혼합잡음을 고려하는 보조항법시스템 칼만필터 설계 방법을 제안한다. 필터 설계 절차는 먼저 보조항법 시스템에 사용되는 필터는 간접 되먹임 칼만필터임을 고려하여 등가 ARMA 모델로 표현된 자이로 불규칙 잡음의 시간 차분을 구한다. 다음으로 시간 차분된 ARMA 모델을 상태 방정식으로 표현하는데 AR과 MA 차수에 따라 두 가지로 나누어진다. 먼저 AR 차수가 큰 경우 가제어 혹은 가관측 특이형태를 사용한다. MA 차수가 큰 경우에는 몇 단계 이후의 예측치를 상태변수로 하는 상태방정식을 사용하는데, 이때 자이로 출력을 보상하는 값에 따라 다시 고차수 필터와 저차수 필터로 구분된다. 마지막으로 자이로 불규칙 잡음을 보조항법시스템 칼만필터에 포함시켜 최종적인 필터 모델을 얻는다. 시뮬레이션 결과를 통하여 제안된 고차수 및 저차수 필터 모두 혼합잡음을 백색잡음으로 간주한 기존의 필터보다 항법오차를 감소시킬 수 있음을 보임으로써 그 효용성을 제시한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Using the equivalent ARMA model representation of the mixed random errors, we propose Klaman filter design methods for aided INS(Inertial Navigation System) which contains the gyroscope mixed random errors. At first step, considering the characteristic of indirect feedback Kalman filter used in the ...

주제어

#자이로   #불규칙 혼합잡음   #등가 ARMA 모델   #보조항법 시스템   #간접되먹임 칼만필터  

참고문헌 (9)

  1. A. S. Oravetz and H. J. Sandberg, 'Stationary and Nonstationary Characteristics of Gyro Drift Rate', AIAA Journal, October 1970 

  2. S. M. Pandit and W. Zhang, 'Modeling Gyro Drift Rate by Data Dependent Systems', IEEE Trans. on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 22, No. 4, July 1986 

  3. H. Jiang, W. Q. Yang and Y. T. Yang, 'State Space Modeling of Random Drift Rate in High-Precision Gyro', IEEE Trans. on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 32, No. 3, July 1996 

  4. Lawrence C. Ng and Darryll J. Pines, 'Characterization of Ring Laser Gyro Performance Using the Allan Variance Method', Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 20, No. 1, January 1997 

    상세보기

  5. Sang Man Seong, Jang Gyu Lee, and Chan Gook Park, 'Equivalent ARMA Model Representation for RLG Random Errors', IEEE Trans. on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 36, No. 1, January 2000 

  6. F. L. Lewis, Optimal Estimation with an introduction to stochastic control theory, John Wiely & Sons, 1986 

  7. G. E. P. Box, G. M. Jenkins, and G. C. Reinsel, Time Series Analysis Forecasting and Control, 3rd ed., Prentice-Hall, 1994 

  8. Heung Won Park, Jang Gyu Lee, and Chan Gook Park, 'Covariance Analysis of Strapdown INS Considering Gyrocompass Characteristics', IEEE Trans. on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 31, No. 1, January 1995 

  9. 성상만, '등가 ARMA 모델에 의한 불규칙 혼합잡음 식별 기법 및 관성항법시스템 응용', 박사학위 논문, 2000 

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