Rezumat teza - Facultatea de Electronica, Telecomunicatii si ...

3. Alinierea sistemelor inert¸iale de navigat¸ie 5
Conform rezultatului prezentat în Figura 2.1, senzorul giroscopic RLG este cel mai stabil
(ceea ce era de a¸steptat), urmat apoi de senzorul SCC1300-D02, iar pe ultima pozit¸ie este situat
senzorul AIST-350. Dezavantajul major al senzorilor RLG îl constituie pret¸ul de product¸ie
ridicat care, în unele cazuri, poate depă¸si valoarea de 90000 USD [10], în timp ce pentru un
senzor MEMS pret¸ul se încadrează în jurul valorii de cât¸iva zeci de dolari. Prin urmare, s-
a ales senzorul SCC1300-D02 pentru implementarea busolei giroscopice ¸si pentru realizarea
sistemului inert¸ial de navigat¸ie. Conform specificat¸iilor tehnice oferite de către producător
pentru senzorul giroscopic ales anterior, nivelul de cuantizare al semnalului de ie¸sire este mai
mare decât valoarea teoretică a VRP. Contrar acestui fapt, zgomotul din semnalul giroscopic
va cauza oscilat¸ii aleatorii de mică amplitudine semnalului măsurat chiar înaintea conversiei
analog-digital.
În acest fel, VRP poate fi estimată cu un număr suficient de e¸santioane [11].
3 Alinierea sistemelor inert¸iale de navigat¸ie
Un factor cheie pentru multe dintre sistemele de navigat¸ie actuale (mai ales pentru cele
inert¸iale, care este nevoie să fie init¸ializate înainte de utilizare) îl constituie alinierea init¸ială a
acestora. De cele mai multe ori, această aliniere este realizată cu ajutorul unor BMD. Dispo-
zitivele BMD au dimensiuni fizice reduse, acuratet¸e ridicată (eroarea de localizare a Nordului
este mai mică de 1 ◦ ), dar în acela¸si timp, costul de product¸ie este scăzut [12]. Pe de altă parte,
acuratet¸ea BMD este puternic deteriorată în prezent¸a materialelor feroase ¸si a interferent¸elor
electromagnetice. Din aceste motive, dispozitivele BMD nu sunt foarte utilizate în interiorul
clădirilor.
În schimb, busolele giroscopice nu sunt afectate de interferent¸ele electromagneti-
ce, fiind capabile să ment¸ină un nivel ridicat de acuratet¸e indiferent de mediul în care sunt
utilizate [13]. Principiul de funct¸ionare este bazat pe măsurarea VRP, proces care necesită
utilizarea unor senzori giroscopici de înaltă calitate. Pe parcursul ultimilor ani, studii precum
[14, 15] au raportat rezultate în măsurarea VRP prin utilizarea unor senzori giroscopici MEMS.
Abilitatea de măsurare a unor viteze unghiulare mici (precum VRP) prin utilizarea unor senzori
inert¸iali este interesantă atât din punct de vedere teoretic, cât ¸si din punct de vedere practic.
În acest capitol, vom identifica ¸si compensa principalele surse de erori care afectează
semnalul de ie¸sire al senzorului giroscopic ales în Sect¸iunea 2.2. Teoretic, dacă aceste erori sunt
modelate ¸si compensate corespunzător, atunci este posibil ca viteze unghiulare precum VRP
să poată fi măsurate.
Măsurarea directă a VRP folosind senzorii giroscopici a fost realizată în [14, 15], în timp
ce [16, 17] raportează progrese în dezvoltarea unor senzori capabili să determine cu o acuratet¸e
ridicată direct¸ia Nordului geografic.
În [14] axa de senzitivitate a senzorului giroscopic a fost
pozit¸ionată paralel cu axa de rotat¸ie a Pământului, iar secvent¸e lungi de date au fost utilizate
pentru a compensa efectul factorilor externi (variat¸iile termice, influent¸a fort¸ei gravitat¸ionale
etc.) din datele colectate; în [16, 17], erorile au fost eliminate prin rotirea senzorului giroscopic
după o traiectorie predefinită. În literatura de specialitate, această metodă este cunoscută sub