並列タイトル等Error analysis of the DGPS/INS hybrid navigation system and its flight evaluation
タイトル（掲載誌）航空宇宙技術研究所報告 = Technical Report of National Aerospace Laboratory
一般注記出版タイプ： NA
本報告では、航空宇宙分野においてDGPS(ディファレンシャル全地球測位システム)/INS(慣性航法システム)複合航法システムを実用化するために必要不可欠な理論精度予測法の提案を行い、あわせて飛行実験によるその検証を実施する。本報告で提案する理論精度予測法の第1の特長は、システムの航法センサであるGPSおよびINSの誤差モデルについて、各センサの最新の技術知見を用いて、従来の研究に比べ信頼度の高いモデルをもつことである。第2の特長は、DGPS航法、搬送波位相アンビギュイティ解法など最新の航法アルゴリズムによる航法精度の予測が可能なことである。提案する手法を使った精度解析を実施することで、DGPS/INS複合航法システムで到達可能な航法性能の予測ができるだけでなく、その性能を規定する誤差源の同定が可能になる。航法性能を規定する誤差源を明らかにするということは、その影響を回避する新しいアルゴリズムの提案と評価が可能ということであり、より性能の高いDGPS/INS複合航法システムの実現に役立つ。具体的に本手法は、DGPS/INS複合航法システム、マルチアンテナDGPS/INS複合航法システム、ランデブドッキングDGPS航法システムの精度解析に適用し、それぞれのシステムがもつ性能と特長を予測した。予測結果は、DGPS/INS複合航法システムについて飛行実験により検証した。飛行実験結果は、理論精度予測と非常によい整合性を示しており、本手法の信頼性を確認することができた。さらに解析で用いたパラメータ値も3軸テーブルなどを使用した地上試験データと合致しており、誤差モデルも妥当であったことを明らかにした。この結果、本研究では、従来研究にはなかった信頼性の高いDGPS/INS複合航法システムの理論精度予測法を確立することに成功し、その成果によりシステムの実用化の進展に寄与することが期待できる。
In this paper, a method for navigation error analysis is proposed, which is indispensable for the practical application of the DGPS (Differential Global Positioning System)/INS (Inertial Navigation System) hybrid navigation system in the aerospace field, and then flight tests to evaluate the results of error analysis using this method were conducted. The proposed method is characterized by the application of the latest technical expertise to error models of GPS and INS sensors. This feature makes the method far more reliable than conventional methods. The method is also characterized by its capability to predict navigation performance of even the most advanced navigation algorithms, such as the DGPS navigation algorithm and the OTF (On-The-Fly) ambiguity resolution algorithm. The error analysis using the proposed method makes it possible not only to predict navigation performance attainable by the DGPS/INS hybrid navigation system but also to identify the error sources that affect performance. Once those error sources are identified, a new algorithm can be proposed and evaluated to prevent them from affecting navigation performance. All these steps contribute to the creation of a more sophisticated DGPS/INS hybrid navigation system. More specifically, the method was applied to predicting the performance and characteristics of the DGPS/INS hybrid navigation system, the multi-antenna DGPS/INS hybrid navigation system and the rendezvous and docking DGPS navigation system. Of these, the error analysis of the DGPS/INS hybrid navigation system was evaluated by flight tests. The flight test data demonstrated that the proposed method was highly accurate, confirming its reliability. The parameter values used in the error models also matched the data acquired at ground test facilities such as a three-axis motion table. As a result, this study successfully establishes a unique and highly reliable method for navigation error analysis of the DGPS/INS navigation system, thus contributing to progress in the practical application of the system.
資料番号: AA0001988000
レポート番号: NAL TR-1398
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
提供元機関・データベース宇宙航空研究開発機構 : 宇宙航空研究開発機構リポジトリ