Методи та алгоритми підвищення точності інерціальних систем навігації літальних апаратів

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorІванник, Геннадій Васильович
dc.contributor.authorБодак, Єгор Євгенович
dc.date.accessioned2025-02-19T13:19:04Z
dc.date.available2025-02-19T13:19:04Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractМагістерська дисертація обсягом 91 сторінка включає 21 рисунок, 17 таблиць, та містить 26 джерел літератури. Актуальність. Розвиток сучасних літальних апаратів вимагає високоточної автономної навігації для забезпечення безпечної роботи в умовах обмеженого доступу до зовнішніх сигналів, таких як GNSS. Інерціальні навігаційні системи відіграють ключову роль, однак їх точність обмежується похибками сенсорів, зокрема дрейфом, температурними впливами та шумами. Підвищення точності INS шляхом розробки ефективних методів корекції є актуальним завданням. Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконано в межах науково-дослідної роботи кафедри конструювання електронно-обчислювальної апаратури, спрямованої на розвиток автономних навігаційних систем для UAV відповідно до пріоритетів розвитку науки і техніки України. Крім того, дослідження здійснювалося за підтримки та у межах діяльності ТОВ «2021 СОЛЮШИНС», що забезпечило додатковий внесок у розробку інноваційних рішень для вдосконалення автономних навігаційних систем. Мета роботи. Розробка методів і алгоритмів, які підвищують точність INS літальних апаратів за допомогою адаптивної фільтрації даних сенсорів, корекції дрейфу, температурних впливів та інтеграції із GNSS. Для досягнення мети розвязано наступні завдання: - Проаналізовано сучасні методи навігації, класифікацію INS та джерела похибок. - Досліджено математичні моделі компенсації температурних впливів на сенсори. - Проаналізовано та вдосконалено алгоритми корекції дрейфу гіроскопів та акселерометрів. - Проведено моделювання та тестування алгоритмів на основі реальних даних. - Інтегровано INS із GNSS для корекції похибок у тривалих місіях. - Запропоновано стартап-проєкт для впровадження вдосконаленої системи в безпілотні літальні апарати. Об’єкт дослідження: процеси корекції похибок інерціальних навігаційних систем літальних апаратів. Предмет дослідження: адаптивні методи фільтрації даних сенсорів, алгоритми компенсації дрейфу, температурних впливів та інтеграція INS із GNSS. Наукова новизна. - Досліджено удосконалені алгоритми корекції INS, які враховують температурний вплив, шум сенсорів і динамічні похибки. - Проведено інтеграцію INS із GNSS для підвищення точності у реальних умовах експлуатації. Практичне значення. Дослідженні методи корекції реалізовані у програмному забезпеченні, що може бути інтегроване у сучасні безпілотні літальні апарати. Запропоновані рішення планується впровадити на підприємствах, які розробляють автономні системи навігації. Апробація результатів. Результати роботи представлені на XV науково-технічній конференції молодих вчених «Електроніка – 2024». Публікації. За матеріалами дослідження опубліковано одну роботу (Додаток А), зокрема: Бодак Є.Є., Іваннік Г.В. «До питання підвищення точності розрахунку барометричної висоти» // ЗБІРНИК ПРАЦЬ ХV Науково-технічної конференції молодих вчених «Електроніка-2024». С. 43 – 46.
dc.description.abstractotherThe masters thesis is 91 pages long, includes 21 figures, 17 tables, and contains 26 sources of literature. Relevance. The development of modern aircraft requires high-precision autonomous navigation to ensure safe operation in conditions of limited access to external signals such as GNSS. Inertial navigation systems play a key role, but their accuracy is limited by sensor errors, including drift, temperature effects, and noise. Improving the accuracy of INS by developing effective correction methods is an urgent task. Relationship of the work to scientific programs, plans, topics. The research was carried out within the framework of the research work of the Department of Electronic Computing Equipment Design aimed at the development of autonomous navigation systems for unmanned aerial vehicles in accordance with the priorities of science and technology development in Ukraine. Objective. Development of methods and algorithms that improve the accuracy of INS of aircraft by means of adaptive filtering of sensor data, drift correction, temperature effects and integration with GNSS. To achieve this goal, the following tasks were solved: - Modern navigation methods, INS classification, and error sources are analyzed. - Mathematical models for compensating for temperature effects on sensors were developed. - The algorithms for correcting the drift of gyroscopes and accelerometers were studied and improved. - The algorithms were modeled and tested on the basis of real data. - The INS was integrated with GNSS to correct errors in long missions. - A startup project is proposed to implement the improved system in unmanned aerial vehicles. Object of research: processes of error correction of inertial navigation systems of aircraft. Subject of research: adaptive methods of filtering sensor data, algorithms for compensating for drift, temperature effects and integration of INS with GNSS. Scientific novelty. - Improved INS correction algorithms have been developed that take into account temperature effects, sensor noise, and dynamic errors. - The integration of INS with GNSS was carried out to improve the accuracy in real operating conditions. Practical significance. The developed correction methods are implemented in software that can be integrated into modern unmanned aerial vehicles. The proposed solutions are planned to be implemented at enterprises that develop autonomous navigation systems. Testing of the results. The results were presented at the XV Scientific and Technical Conference of Young Scientists “Electronics - 2024”. Publications. Based on the research materials, one paper was published (Appendix A), in particular: Bodak E.E., Ivannik G.V. “On the issue of improving the accuracy of the calculation of barometric height” // PROCEEDINGS of the XV Scientific and Technical Conference of Young Scientists “Electronics-2024.” P. 43 - 46.
dc.format.extent99 с.
dc.identifier.citationБодак, Є. Є. Методи та алгоритми підвищення точності інерціальних систем навігації літальних апаратів : магістерська дис. : 172 Телекомунікції та радіотехніка / Бодак Єгор Євгенович. - Київ, 2024. - 99 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/72622
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectінерціальна навігаційна система
dc.subjectгіроскоп
dc.subjectакселерометр
dc.subjectкорекція дрейфу
dc.subjectадаптивна фільтрація
dc.subjectінтеграція GNSS
dc.subjectтемпературна компенсація
dc.subjectinertial navigation system
dc.subjectgyroscope
dc.subjectaccelerometer
dc.subjectdrift correction
dc.subjectadaptive filtering
dc.subjectGNSS integration
dc.subjecttemperature compensation
dc.subject.udc004.418
dc.titleМетоди та алгоритми підвищення точності інерціальних систем навігації літальних апаратів
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
Bodak_magistr.docx
Розмір:
5.69 MB
Формат:
Microsoft Word XML
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (КЕОА)
Магістерські роботи