دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران مدیر مسئول: دکتر علی نوری سردبیر: دکتر حمیدرضا زارعی جانشین سردبیر: دکتر وحید خلفی دبیر تخصصی و مدیر اجرایی: دکتر میثم نوری نیارکی ویراستار انگلیسی: دکتر روح اله ملکی نشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی 17359449 20 1 2018 05 22 Design and Experimental Test of Alignment Algorithm based on Inertial Measurement Unit Outputs طراحی و تست تجربی الگوریتم توجیه اولیه با استفاده ازخروجی سنسورهای ناوبری اینرسی 13 24 121870 FA سعید محمدحسینی امید امیدی همت محمدتقی ثابت Journal Article 2021 01 03 In this paper, an alignment algorithm is proposed based on using the outputs of inertial measurement unit (IMU).<br />Accurate initialization of attitude angles containing the azimuth angle is an important step to increase the accuracy of<br />inertial navigation system output of a moving vehicle. Two step alignment algorithm including course and fine<br />calculation is proposed in this paper which derives the Euler attitude angles including azimuth of vehicle with accuracy<br />of a few arc minutes. First a course alignment is performed based on the components of gravity acceleration and angular<br />velocity of the earth in body coordinate which are measured by inertial measurement unit sensors. Then the fine<br />alignment is performed by constructing an error model of navigation system and estimation of the attitude angles error<br />using a Kalman filter. The observations which are feed to the Kalman filter are the velocity components of vehicle in<br />navigation frame and the eastern angular velocity component of the earth which are zero. To evaluate the accuracy of<br />the proposed alignment algorithm, the IMU is mounted on a 3DOF table which can be aligned with 5 arc second<br />precision as reference attitude. Then the alignment algorithm is executed in several azimuths. The results show the<br />acceptable accuracy of azimuth angle. <span>مقاله حاضر به مساله ترازیابی و توجیه با استفاده از حسگرهای اینرسی می‌پردازد. یکی از گام‌های مهم برای افزایش دقت ناوبری اینرسی وسایل متحرک، تعیین دقیق مقادیر اولیه برای زوایای قرارگیری در دستگاه ناوبری، از جمله وضعیت قرارگیری وسیله نسبت به شمال جغرافیایی یا آزیموت است. در این مقاله یک الگوریتم توجیه و ترازیابی دو مرحله‌ای شامل ترازیابی اولیه و ترازیابی دقیق به منظور تعیین زوایای اولیه وسیله با دقت چند دقیقه قوسی پیشنهاد شده است. بر این اساس ابتدا در ترازیابی اولیه، با استفاده از مولفه­های بردار جاذبه و سرعت زاویه­ای چرخش زمین که توسط سنسور­های اینرسی اندازه­گیری می­شوند، زوایای تراز و آزیموت اولیه‌ با دقت محدودی محاسبه می‌شوند. سپس با استخراج مدل خطا برای یک سیستم ناوبری اینرسی و استفاده از مزیت ساکن بودن حسگرهای اینرسی (صفر بودن سرعت واقعی حسگرها) خطای زوایای تراز و آزیموت با بکارگیری یک فیلتر کالمن تخمین زده شده و محاسبات اولیه تنظیم می­شود. به منظور ارزیابی دقت این الگوریتم، بلوک ناوبری اینرسی بر روی یک میز سه درجه آزادی که قابلیت تنظیم زوایای تراز و آزیموت را با دقت حدود پنج ثانیه قوسی دارد، قرارداده شده و سپس الگوریتم ارائه شده با استفاده از خروجی سنسورهای اینرسی در آزیموت­های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان دهنده دقت مناسب تعیین آزیموت با استفاده از الگوریتم ارائه شده می­باشد.</span> https://www.joae.ir/article_121870_81d113245d62480f540f14339aba0447.pdf