31944

پياده‌سازي سخت‌افزاري خطاي سامانه ناوبري اينرسي

ارشد

مهندسي برق- الكترونيك ـ طراحي مدارهاي مجتمع آنالوگ و ديجيتال

1400

1403/10/26

سيدمحمدرضا موسوي ميركلائي

/

دانشكده مهندسي برق

هدف اين پروژه پياده‌سازي سخت‌افزاري معادلات خطاي سامانه ناوبري اينرسي در بستر FPGA است. يك سامانه ناوبري اينرسي، از واحد اندازه‌گيري اينرسي و معادلات مكانيزاسيون تشكيل شده است. INS يك سامانه مستقل است كه در شرايط آب‌وهوايي مختلف ميتواند، اطلاعات جهت‌يابي پيوسته‌اي از مكان، سرعت و حالت را فراهم كند. از ديگر مزاياي INS مي‌توان به ايمني در برابر فريب و نرخ داده‌ي خروجي بالا اشاره نمود. اما دقت سامانه به دليل خطاهاي ناشي از ژيروسكوپ و شتاب‌سنج، در دراز مدت كاهش مي‌يابد. از جمله اين خطاها، خطا در طول روش تراز اوليه، خطاهاي حسگر و محدوديت‌هاي الگوريتم پردازش است. براي مشاهده تأثير اين خطاها بر پارامترهاي خروجي ناوبري (موقعيت، سرعت و نگرش)، درك انتشار آنها از طريق معادلات ناوبري حياتي است. هنگامي كه ماهيت خطاها مشخص شد، مي‌توان آنها را با مدل‌سازي و روش‌هاي برآورد مناسب، كاهش داد. از اين رو، مدل‌هاي خطا براي تحليل و برآورد منابع خطاي مرتبط با هر سيستم ناوبري اينرسي مورد نياز هستند. در اين پايان‌نامه، يك بلوك خطاي سامانه ناوبري اينرسي طراحي شده است كه داراي سرعت بالا است و پردازش‌ها به صورت موازي انجام مي‌شود. همچنين، منابع مصرفي حداقلي استفاده شده است.

1403/11/07

Hardware Implementation of Inertial Navigation System Error

1/15/2026 12:00:00 AM

The goal of this project is hardware implementation of Inertial Navigation System (INS) error equations in FPGA platform. An INS consists of an inertial measurement unit and mechanization equations. INS is an independent system that can provide continuous orientation information of location, speed and state in different weather conditions. Other advantages of INS include security against deception and high output data rate. But the accuracy of the system decreases in the long term due to the errors caused by the gyroscope and accelerometer. Some of these errors are errors during the initial alignment procedure, sensor errors, and processing algorithm limitations. To see the effect of these errors on the navigation output parameters (position, speed, and attitude), it is critical to understand their propagation through the navigation equations. Once the nature of the errors is known, they can be reduced by appropriate modeling and estimation techniques. Hence, error models are needed to analyze and estimate the error sources associated with any inertial navigation system. In this thesis, an error block of the INS is designed, which has high speed and the processing is done in parallel. Also, minimal consumption resources have been used.

FPGA , سامانه ناوبري اينرسي , پياده‌سازي خطاي سامانه ناوبري اينرسي

FPGA , INS , Error Implementation

Negin Piriaei

Dr. Mousavi