Skip to main content
SUPERVISOR
Ehsan Yzdian,Mohammad mahdi Naghsh
احسان یزدیان (استاد راهنما) محمد مهدی نقش (استاد راهنما)
 
STUDENT
Jaber Resalati
جابر رسالتی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Review and improvement of subsurface navigation based on bed information
An Inertial Navigation System (INS) can individually produce the navigation data, i.e position, velocity, of the vehicle. However, a large amount of error is introduced by INS sensors resulting in an unacceptable drift in the output positioning data. Therefore, in most cases external aids are employed to correct the output of INS. Using these aids, an integrated navigation structure is developed to produce accurate positioning data. In an integrated navigation system, INS output is used to calculate current navigation states and external navigation systems supply further measurements. Various aided navigation systems are employed in the state of the art integrated navigation systems to provide the most probable corrections to the estimated state. One of the integrated navigation systems is Terrain Aided Navigation (TAN). TAN is a technique to estimate the position of a moving vehicle by comparing the measured terrain profile under the vehicle to a stored Digital Elevation Map (DEM). Several TAN techniques are proposed in the literature which can be align="left" dir="LTR" Keywords: Inertial Navigation, SONAR, TERCOM, Kalman Filter, SITAN An Inertial Navigation System (INS) can individually produce the navigation data, i.e position, velocity, of the vehicle. However, a large amount of error is introduced by INS sensors resulting in an unacceptable drift in the output positioning data. Therefore, in most cases external aids are employed to correct the output of INS. Using these aids, an integrated navigation structure is developed to produce accurate positioning data. In an integrated navigation system, INS output is used to calculate current navigation states and external navigation systems supply further measurements. Various aided navigation systems are employed in the state of the art integrated navigation systems to provide the most probable corrections to the estimated state. One of the integrated navigation systems is Terrain Aided Navigation (TAN). TAN is a technique to estimate the position of a moving vehicle by comparing the measured terrain profile under the vehicle to a stored Digital Elevation Map (DEM). Several TAN techniques are proposed in the literature which can be align="left" dir="LTR" Keywords: Inertial Navigation, SONAR, TERCOM, Kalman Filter, SITAN
سیستم ناوبری اینرسی به‌تنهایی می‌تواند داده‌های ناوبری مربوط به یک وسیله نقلیه مانند موقعیت و سرعت را به‌صورت مستقل تولید کند. وجود خطا در حسگرهای اندازه‌گیری اینرسی، موجب انحراف غیر قابل قبول در خروجی می‌شود. به همین دلیل، از سامانه‌های کمک ناوبری خارجی برای اصلاح ناوبری اینرسی استفاده می‌شود. با استفاده از این سامانه‌ها، ساختار ناوبری مجتمع و یک‌پارچه فراهم می‌شود. در سیستم ناوبری یک‌پارچه، از خروجی ناوبری اینرسی برای محاسبه وضعیت فعلی وسیله و از ناوبری کمکی برای به‌دست آوردن مشاهدات خارجی استفاده می‌شود. با استفاده از الگوریتم‌های پردازشی، تخمین وضعیت با بالاترین احتمال اصلاح می‌شود. یکی از این سیتم‌های ناوبری یک‌پارچه، ناوبری به‌کمک عوارض زمین (تان) می‌باشد. تان، روشی برای تخمین موقعیت وسیله نقلیه در حال حرکت با مقایسه ارتفاع عوارض زمین اندازه‌گیری شده زیر وسیله و پروفایل نقشه دیجیتال ارتفاع عوارض زمین ذخیره شده می‌باشد. در این پایان‌نامه روش‌های موقعیت‌یابی وسایل نقلیه زیر سطحی به‌کمک اطلاعات موجود در عوارض زمین ارائه شده است. با استفاده از این روش‌ها، وسیله می‌تواند موقعیت خود را با کمک ارتفاع سنج سونار و نقشه توپوگرافی مرجع ذخیره شده در کامپیوتر، تعیین کند. تمرکز این پایان‌نامه بر موقعیت‌یابی وسایل نقلیه زیر سطحی متمرکز بوده ولی بیشتر موارد به طور مستقیم برای وسایل نقلیه پروازی نیز قابل استفاده می‌باشد. در منابع چندین روش تان وجود دارد که این روش‌ها را می‌توان به دو گروه اصلی پردازش دسته‌ای و بازگشتی اطلاعات تقسیم‌بندی کرد. شناخته ‌شده‌ترین الگوریتم تان، ترکام از نوع پردازش دسته‌ای اطلاعات است. اساس ترکام، جمع‌آوری اطلاعات عوارض زمین در طول مسیر حرکت و گرفتن همبستگی این مشاهدات با نقشه دیجیتال ارتفاع زمین می‌باشد. علیرغم مقاوم بودن این روش در برابر نویز، عدم وابستگی به مدل نویز و سادگی الگوریتم پیاده سازی، دارای حجم محاسباتی بالا بوده و در مقاطعی از مسیر که خطای اولیه زیاد باشد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش در زمین‌های صاف و هموار عملکرد مناسبی نداشته و نمی‌توان به‌طور دائم از آن در سیستم ناوبری استفاده کرد. دسته دوم روش‌های تان مبتنی بر پردازش بازگشتی اطلاعات بوده که به‌صورت دائم در تمام مسیر مورد استفاده قرار می‌گیرد که یکی از پرکاربردترین روش‌های بازگشتی در تان، سیتان است. سیتان از فیلتر کالمن توسعه یافته و بعضی روش‌های خطی‌سازی استفاده می‌کند. به‌دلیل استفاده از یک مشاهده در فیلتر کالمن سیتان، تخمین از عملکرد خوبی برخوردار نبوده و در اثر عدم قطعیت‌های ناشی از نویز مشاهدات و تغییرات آنی پارامترهای حرکت مانند شتاب، عملکرد آن تا حد زیادی کاهش می‌یابد. یکی از تجهیزاتی که در ناوبری اغلب وسایل زیر سطحی مورد استفاده قرار می‌گیرد، سرعت‌سنج داپلراست. اساس کار این وسیله سونار بوده و با ارسال 4 پرتو، سرعت وسیله را در سه راستا مشخص می‌کند. در روش پیشنهادی ارائه شده، برای به‌دست آوردن ارتفاع وسیله به‌جای استفاده از ارتفاع‌سنج‌های تک پرتو معمول در الگوریتم سیتان، از سرعت‌سنج داپلر در مد ارتفاع‌سنجی استفاده شده و با چهار مشاهده مستقل از ارتفاع وسیله ، عملکرد سیتان به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. نتایج شبیه‌سازی مزیت‌‌های روش پیشنهادی را بر روش‌های معمول در نواحی واقعی از اقیانوس نشان می‌دهد.کلمات کلیدی: 1- ناوبری اینرسی 2-سونار 3-ترکام 4-فیلتر کالمن 5-سیتان

ارتقاء امنیت وب با وف بومی