Il presente lavoro illustra l’architettura ed il principio di funzionamento di un Attitude & Heading Reference System per velivoli di elevate prestazioni che necessitano di stime accurate degli angoli d’assetto. Il sistema sviluppato è costituito da sensori inerziali e magnetometri di basso costo e da un ricevitore GPS di uso commerciale. La correzione degli errori sugli angoli d’assetto ottenuti dall’integrazione delle misure giroscopiche è affidata ad un filtro di Kalman. La determinazione delle quote d’errore avviene sulla base di una stima alternativa dell’assetto, indipendente da quella ottenuta per mezzo dei giroscopi e calcolata con un approccio innovativo sviluppato nell’ambito di questo lavoro. In tale approccio, le variabili d’assetto sono estrapolate dalla conoscenza dei vettori gravità e campo magnetico terrestre in due terne di riferimento, quella solidale al velivolo e quella verticale locale. Stime accurate del vettore gravità sono ottenute epurando le misure accelerometriche degli effetti di manovra mediante un modello di calcolo dell’accelerazione del velivolo che usa il dato di velocità fornito dal ricevitore GPS. Per quanto riguarda il campo magnetico terrestre, la me-todologia messa a punto usa le misure magnetometriche e i dati forniti da un modello classico di letteratura. Il sistema è stato calibrato e testato mediante prove di simulazione del funzionamento usando come input storie temporali di accelerazione, velocità angolare e posizione relative a manovre generate con un simulatore di volo.
Sviluppo di un attitude & heading reference system basato su filtro di Kalman per l’integrazione di dati inerziali, GPS e magnetometrici
DENTI, EUGENIO;GALATOLO, ROBERTO;SCHETTINI, FRANCESCO
2009-01-01
Abstract
Il presente lavoro illustra l’architettura ed il principio di funzionamento di un Attitude & Heading Reference System per velivoli di elevate prestazioni che necessitano di stime accurate degli angoli d’assetto. Il sistema sviluppato è costituito da sensori inerziali e magnetometri di basso costo e da un ricevitore GPS di uso commerciale. La correzione degli errori sugli angoli d’assetto ottenuti dall’integrazione delle misure giroscopiche è affidata ad un filtro di Kalman. La determinazione delle quote d’errore avviene sulla base di una stima alternativa dell’assetto, indipendente da quella ottenuta per mezzo dei giroscopi e calcolata con un approccio innovativo sviluppato nell’ambito di questo lavoro. In tale approccio, le variabili d’assetto sono estrapolate dalla conoscenza dei vettori gravità e campo magnetico terrestre in due terne di riferimento, quella solidale al velivolo e quella verticale locale. Stime accurate del vettore gravità sono ottenute epurando le misure accelerometriche degli effetti di manovra mediante un modello di calcolo dell’accelerazione del velivolo che usa il dato di velocità fornito dal ricevitore GPS. Per quanto riguarda il campo magnetico terrestre, la me-todologia messa a punto usa le misure magnetometriche e i dati forniti da un modello classico di letteratura. Il sistema è stato calibrato e testato mediante prove di simulazione del funzionamento usando come input storie temporali di accelerazione, velocità angolare e posizione relative a manovre generate con un simulatore di volo.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
