Integration of inertial navigation with global navigation satellite system

Abstract

Táto práca sa zaoberá štúdiou inerciálnej navigácie, globálnym družicovým polohovým systémom a ich integráciou do jedného navigačného riešenia. V prvej časti práce je počítaný výstup inerciálnych rovníc na základe meraní z akcelerometrov a gyroskovpov. Tieto rovnice počítajú rotácie pomocov kvaterniónov a odstraňujú gravitáciu z meraní akcelerometrov. Ďalej sú rozoberané chyby inerciálnej meracej jednotky so zameraním na odstránenie offsetov. V teórii sú rozobraté rôzne metódy integrácii INS a GNSS. Kalmanov filter je použitý pre získanie výsledného navigačného riešenia, ktoré spája výhody oboch systémov. Výsledkom je natočenie, rýchlosť a poloha daného objektu.This paper deals with study of inertial navigation, global navigation satellite system, and their fusion into the one navigation solution. The first part of the work is to calculate the trajectory from accelerometers and gyroscopes measurements. Navigation equations calculate rotation with quaternions and remove gravity sensed by accelerometers. The equation’s output is in earth centred fixed navigation frame. Then, inertial navigation errors are discussed and focused to the bias correction. Theory about INS/GNSS inte- gration compares different integration architecture. The Kalman filter is used to obtain navigation solution for attitude, velocity and position with advantages of both systems.