Gradiometria grawitacyjna i dopasowywanie map: pomoc dla inercyjnych systemów nawigacji statków powietrznych

Oryginalny tytuł:

Gravity Gradiometry and Map Matching: An Aid to Aircraft Inertial Navigation Systems

Zawartość książki:

Inercyjne systemy nawigacyjne (INS) oferują pasywne, działające w każdych warunkach pogodowych i niezaprzeczalne informacje nawigacyjne, które klienci wojskowi często postrzegają jako szczególnie atrakcyjne zalety.

Niestety, lotnicy i inżynierowie wciąż zmagają się z błędami pozycji INS, a pomoce nawigacyjne generalnie umniejszają mocne strony INS. Podczas tegorocznej konferencji Air, Space, and Cyberspace in the 21st Century, szef sztabu Sił Powietrznych zidentyfikował Globalny System Pozycjonowania (GPS) jako powszechnie znaną i możliwą do wykorzystania słabość, mówiąc, że kluczowe jest, aby wspólne siły zmniejszyły zależność od GPS.

Ostatnie postępy dają możliwość instrumentom gradientu grawitacyjnego (GGI), które mierzą pochodne przestrzenne wektora grawitacji, aby wspomóc INS i zachować jego mocne strony. Niniejsza rozprawa pokazuje, że INS z ulepszonym dopasowaniem GGI i map (GAME) poprawia dokładność nawigacji, przedstawia warunki, które sprawiają, że GAME jest wykonalny dla samolotów i identyfikuje możliwości poprawy. Metodologia obejmuje modele komputerowe i algorytmy, w których GGI i dopasowanie map wspomagają INS poprzez filtr Kalmana.

Symulacje obejmują różne tereny, wysokości, prędkości, czasy trwania lotu, dryfy INS, częstotliwości aktualizacji, składniki tensora gradientu grawitacji, poziomy szumów GGI i map, rozdzielczości map i poziomy interpolacji. Chociaż GAME z dzisiejszą technologią wydaje się opłacalne tylko w przypadku lotów dalekiego zasięgu i dużej wytrzymałości, technologie oczekiwane za 10 lat obiecują szerokie spektrum scenariuszy, w których GAME potencjalnie zapewnia duży zwrot z inwestycji i dominuje na rynku bezpiecznej i tajnej nawigacji.