압력 기준 시스템

Pressure reference system

압력 기준 시스템(PRS)은 관성 기준 시스템 및 자세 및 방향 기준 시스템의 강화로, 센서 [1]결함으로 인한 장기 드리프트에 시달리지 않고 시간적으로 안정적인 위치 각도 측정을 제공하도록 설계되었습니다.측정 시스템은 고도가 높아짐에 따라 기압이 하강하는 국제 표준 대기의 동작과 두 쌍의 측정 단위를 사용합니다.각 쌍은 장치 사이의 알려진 거리로 기계적으로 연결된 두 개의 다른 위치에서 압력을 측정합니다. 예를 들어, 장치는 날개 끝에 장착됩니다.수평 비행에서는 측정 시스템에 의해 측정된 압력 차이가 없으며, 이는 위치 각도가 0임을 의미합니다.비행기 뱅크(회전을 위해)가 서로 위치를 바꿔 한쪽 날개 끝이 올라가고 두 번째 날개 끝은 내려가고, 각 유닛의 압력센서는 서로 다른 값을 측정해 위치각도로 변환한다.

압력 기준 시스템 진입점

개요

스트랩다운 관성 항법 시스템은 관성 측정 장치(IMU)[2]에 의해 측정된 가속도의 이중 통합을 사용합니다.이 프로세스는 센서 출력을 모든 센서 및 측정 오류와 함께 합산합니다.INS 시스템의 정밀도 및 장기적인 안정성은 IMU 내에서 사용되는 센서의 품질에 따라 달라집니다. 센서의 품질은 Allan Variance 기술을 통해 평가할 수 있습니다.정밀 IMU는 레이저 자이로스코프와 고가의 정밀 가속도계를 사용한다.INS는 다른 입력이 없는 유일한 시스템입니다.오늘날 현대 내비게이션의 트렌드는 IMU의 신호를 GPS(Global Positioning System)가 제공하는 데이터와 통합하는 것입니다[3].이 접근방식은 비행기 위치 계산에 미치는 센서 오류 영향을 억제함으로써 INS 출력에 장기적인 안정성을 제공합니다.측정 시스템은 GPS에 의해 장기적인 안정성이 보장되므로 센서 정밀도에 대한 요구사항을 완화할 수 있는 자세 및 방향 기준 시스템이 됩니다.AHRS 내에서 사용되는 센서는 위치 각도 결정에만 사용되므로 각 속도 측정의 한 가지 수치적 통합만 필요합니다.AHRS 시스템은 더 저렴하고 많은 대학과 기업이 마이크로 전기 전기 시스템(MEMS) 센서를 기반으로 AHRS 시스템을 개발하고 있습니다.MEMS 센서는 내비게이션에 필요한 성능을 갖추고 있지 않습니다.이는 내비게이션 솔루션의 출력이 2초 후에 멀어지는 실험 연구 보고서에 [4]나와 있습니다.MEMS 관성 센서에 기반한 AHRS 유닛은 일반적으로 벡터 자기계, GPS 수신기 및 데이터 퓨전 알고리즘을 사용하여 MEMS 관성 센서 오류에 대처합니다.센서 결함 옆에는 계산된 값(위치 각도)에 영향을 미치는 환경 파라미터도 있습니다.

  • 온도 영향(및 습도, 압력 등)
  • 엔진 진동
  • 비행기 이동에 의해 발생하는 가속(예: 선회)
  • 기타.[5]

이러한 모든 영향은 계산된 출력 데이터의 표류를 유발하여 누가 비행을 수행하는 조종사에게 혼란을 줄 수 있습니다.

압력 기준 시스템

PRS의 개념은 Pavel Paces가 박사 논문에서[6] 정의한 것으로, 실험실 조건에서 측정된 결과도 발표되었다.PRS의 세 가지 배치가 평가되었다.

  • 중앙 센서/센서[7]
  • 개별 볼륨이 있는 분산 센서
  • 기준[8] 볼륨을 가진 분산 센서

첫 번째 방법은 애매한 결과만 제공하는 반면 두 번째 방법은 두 개의 고도계로 대체할 수 있기 때문에 잘 작동합니다.두 번째 방법의 단점은 두 값의 측정 불확도가 높다는 것이다.이 문제는 절대 압력 [8]센서에서도 사용되는 기준 부피의 확장에 의해 해결됩니다.

레퍼런스

  1. ^ King, A. D. (1998). "Inertial Navigation – Forty Years of Evolution" (PDF). GEC Review (General Electric Company PLC). 13 (3): 140–149. Retrieved 2013-03-03.
  2. ^ Stovall, Sherryl H. (September 1997). "Basic Inertial Navigation" (PDF). Naval Air Warfare Center Weapons Division. Retrieved 31 December 2012.
  3. ^ Weed, D.; Broderick, J.; Love, J.; Ryno, T. (2004). GPS Align In Motion of civilian strapdown INS. Position Location and Navigation Symposium. 26–29 April 2004. pp. 184–192. doi:10.1109/PLANS.2004.1308992.
  4. ^ (Crittenden, Jordan; Evans, Parker (2008-05-08). "MEMS Inertial Navigation System" (PDF). Retrieved 2012-12-31. )
  5. ^ "MGL Avionics. SP-2 Magnetometer. SP-4 AHRS. User and Installation Manual" (PDF). MGL Avionics. Retrieved 31 December 2012.
  6. ^ Paces, Pavel. "Improvement of the Flight Safety of UltraLight Category of Airplanes by the Avionics System Support" (PDF) (in Czech). Czech Technical University in Prague. Retrieved 31 December 2012.
  7. ^ Paces, Pavel; Popelka, Jan; Levora, Tomas (2012). "Advanced Display And Position Angles Measurement Systems" (PDF). 28th International Congress of the Aeronautical Sciences.
  8. ^ a b Paces, Pavel; Popelka, Jan (2012). IMU aiding using two AHRS units. Digital Avionics Systems Conference (DASC), 2012 IEEE/AIAA 31st. 14–18 October 2012. pp. 5B1–1–5B1–13. doi:10.1109/DASC.2012.6382359.