SDINS Algorithm

• INS (Inertial Navigation System)는 항해에 사용되던 DR (Dead Reckoning)을 확장한 개념이다.

• DR은 전진방향 속도와 진행방향 정보를 사용하여 출발위치에서부터 상대적인 이동 경위를 계산하는 항법 방법이며, INS는 관성센서인 자이로와 가속도계를 사용하여 이동체의 자세, 속도 및 위치를 계산하는 방법이다.

• 관성센서는 1950년대 MIT의 Draper Lab.을 중심으로 개발되기 시작하였으며, 1960년대 관성센서의 실용화가 되면서 INS가 발전되기 시작하였다.

• INS는 3축의 자이로와 가속도계, 센서 신호처리 및 항법 컴퓨터로 구성된다. 자이로에서 출력되는 회전 각속도를 적분하여 이동체의 자세를 계산하고, 이 자세와 가속도계에서 출력되는 선형 가속도를 결합한 후 적분하여 이동체의 속도 및 위치를 계산한다.

• INS는 Gimbaled INS (GINS)와 Strapdown INS (SDINS)로 나눌 수 있다. GINS는 김블구조위의 안정판에 관성센서가 장착되어 이동체의 자세 및 위치 변화와 상관없이 안정판이 항법좌표계 상의 자세를 유지하도록 제어된다. SDINS는 관성센서가 직접 동체에 장착되어 있으며, 해석적인 방법으로 항법정보를 계산한다.

Related Papers

• Seong Yun Cho, and Chan Gook Park, “A Calibration Technique for a Redundant IMU Containing Low-grade Inertial Sensors,” ETRI Journal, Vol. 27, No. 4, pp. 418-426, Aug. 2005. (SCI)

• Seong Yun Cho, Hyung Keun Lee, and Hung Kyu Lee, “Observability and Estimation Error Analysis of the Initial Fine Alignment Filter for Nonleveling Strapdown Inertial Navigation System,” Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control, Vol. 135, Iss. 2, paper # 021005, Mar. 2013. (SCI)