Revista de Ingeniería Aeronáutica y Aeroespacial
Acceso abierto

abstracto

Determinación y control de actitud del GNSS en fase portadora para aplicaciones de vehículos aéreos no tripulados pequeños

Roberto Sabatini*,Anish Kaharkar,Celia Bartel,Tesheen Shaid

Como parte de nuestra investigación reciente para evaluar el potencial de los sensores de navegación de bajo costo para aplicaciones de vehículos aéreos no tripulados (UAV), investigamos el potencial de Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) en fase portadora para la determinación de la actitud y el control de vehículos aéreos no tripulados de tamaño pequeño. Se desarrollaron algoritmos recursivos de estimación óptima para combinar múltiples mediciones de actitud obtenidas de diferentes puntos de observación (es decir, ubicaciones de antena), y se probaron sus eficiencias en diversas condiciones dinámicas. Los algoritmos propuestos convergieron rápidamente y produjeron el resultado requerido incluso durante maniobras de alta dinámica. En este documento se presentan los resultados del análisis de rendimiento teórico y las actividades de simulación, con énfasis en las ventajas del enfoque interferométrico GNSS en aplicaciones UAV (es decir, bajo costo, alta velocidad de datos, bajo volumen/peso, bajos requisitos de procesamiento de señales, etc. ). Las actividades de simulación se centraron en la plataforma AEROSONDE UAV y consideraron el posible aumento proporcionado por las técnicas GNSS interferométricas a un sistema de navegación integrado de bajo costo y bajo peso/volumen (presentado en la primera parte de esta serie) que empleó un sistema de navegación basado en visión. (VBN), una unidad de medición inercial (IMU) basada en un sensor microelectromecánico (MEMS) y un GNSS de rango de código (es decir, GPS y GALILEO) para los cálculos de posición y velocidad. El sistema integrado VBN-IMU-GNSS (VIG) se amplió utilizando los datos del sensor de Determinación de Actitud (GAD) GNSS interferométrico y en este documento se presenta una comparación del rendimiento logrado con los Sistemas integrados de navegación y guía (NGS) VIG y VIG/GAD. papel. Finalmente, los datos proporcionados por estos NGS se utilizan para optimizar el diseño de un controlador híbrido que emplea técnicas Fuzzy Logic y Proporcional-Integral-Derivative (PID) para el UAV AEROSONDE.