Please note all the sources used are appropriately cited. If you use this document cite it as well. Citation: TBD

Podobné dokumenty
Litosil - application

ZKRATKY A SYMBOLY (použité v tomto Předpisu)

Mikrokvadrotor: Návrh,

Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost.

GUIDELINES FOR CONNECTION TO FTP SERVER TO TRANSFER PRINTING DATA

Compression of a Dictionary

Radiova meteoricka detekc nı stanice RMDS01A

User manual SŘHV Online WEB interface for CUSTOMERS June 2017 version 14 VÍTKOVICE STEEL, a.s. vitkovicesteel.com

KONTROLNÍ SEZNAM STRAN - PŘEDPIS PROVOZ LETADEL (L 6/II) Strana Datum Strana Datum. Změna č. 33

ČÁST I DÍL 1 - HLAVA 1 PŘEDPIS L 8168

Air Quality Improvement Plans 2019 update Analytical part. Ondřej Vlček, Jana Ďoubalová, Zdeňka Chromcová, Hana Škáchová

Introduction to MS Dynamics NAV

Gymnázium, Brno, Slovanské nám. 7 WORKBOOK. Mathematics. Teacher: Student:

Nová éra diskových polí IBM Enterprise diskové pole s nízkým TCO! Simon Podepřel, Storage Sales

TechoLED H A N D B O O K

UPM3 Hybrid Návod na ovládání Čerpadlo UPM3 Hybrid 2-5 Instruction Manual UPM3 Hybrid Circulation Pump 6-9

Flexibilní komunikační avionika SESAR 9.44 Honeywell Aerospace Advanced Technology

Karta předmětu prezenční studium

WORKSHEET 1: LINEAR EQUATION 1

PŘÍSTROJOVÉ VYBAVENÍ PRO RNAV ONBOARD EQUIPMENT FOR RNAV

České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická DIPLOMOVÁ PRÁCE. Využití GPS systému pro měření náklonu letadla

První brněnská strojírna Velká Bíteš, a.s. was founded in E.g. sales people, purchasing clerks, development workers, designers.

Czech Republic. EDUCAnet. Střední odborná škola Pardubice, s.r.o.

Automatika na dávkování chemie automatic dosing

The tension belt serves as a tension unit. After emptying the belt is cleaned with a scraper.

1. Historie ŘLP. Pavel Kovář

USING VIDEO IN PRE-SET AND IN-SET TEACHER TRAINING

ÚVODNÍ ČÁST PŘEDPIS L 6/I

Klepnutím lze upravit styl předlohy. nadpisů. nadpisů.

FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ LETECKÝ ÚSTAV FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF MECHANICAL ENGINEERING

The Over-Head Cam (OHC) Valve Train Computer Model

Contact person: Stanislav Bujnovský,

NAVIGATION ALGORITHM FOR INS/GPS DATA FUSION

DATA SHEET. BC516 PNP Darlington transistor. technický list DISCRETE SEMICONDUCTORS Apr 23. Product specification Supersedes data of 1997 Apr 16

AIC ČESKÁ REPUBLIKA CZECH REPUBLIC

CHAIN TRANSMISSIONS AND WHEELS

Charakterizace koloidních disperzí. Pavel Matějka

PLÁN NÁRODNÍCH PRACÍ NATIONAL WORK PROGRAMME

SYSTEM OF ROAD SURFACE MEASUREMENT AND EVALUATION IN THE CZECH REPUBLIC, NEW TRENDS IN THIS FIELD

Základy rádiové navigace

Biosensors and Medical Devices Development at VSB Technical University of Ostrava

Mechanika Teplice, výrobní družstvo, závod Děčín TACHOGRAFY. Číslo Servisní Informace Mechanika:

UŽIVATELSKÁ PŘÍRUČKA

Paid parking zones in the capital city of Prague. Ing. Libor Šíma Prague City Hall Krakow

DYNAMICS - Power, input power, efficiency

PC/104, PC/104-Plus. 196 ept GmbH I Tel. +49 (0) / I Fax +49 (0) / I I

LOGBOOK. Blahopřejeme, našli jste to! Nezapomeňte. Prosím vyvarujte se downtrade

dat 2017 Dostupný z Licence Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 4.0 Mezinárodní

EXACT DS OFFICE. The best lens for office work

Perception Motivated Hybrid Approach to Tone Mapping

2. Entity, Architecture, Process

AIC ČESKÁ REPUBLIKA CZECH REPUBLIC

LOGOMANUÁL / LOGOMANUAL

GENERAL INFORMATION RUČNÍ POHON MANUAL DRIVE MECHANISM

CÍLE, METODY A MOŽNOSTI TECHNICKÉHO ZABEZPEČENÍ RNAV.

Teorie systémů TES 7. Výrobní informační systémy

Melting the ash from biomass

Martin Vrbka 0/14. Institute of Machine and Industrial Design Faculty of Mechanical Engineering Brno University of Technology

IS THERE NECESSARY TO RECALCULATE VLTAVA CASCADE PURPOSES??

ELEKTROMOTORY SÉRIE CHT CHT ELECTRIC MOTORS

Systém pro přesné měření náklonů

Dynamic Signals. Ananda V. Mysore SJSU

RIMINI. Samozavírací hydraulické závěsy Self-closing hydraulic hinges

Stolní počítač. Mobilní telefon. Síť. Skladování léků. Monitorování chlazení. Monitorování mražení. Monitoring skladování. Software Winlog.

(Akty přijaté před 1. prosincem 2009 podle Smlouvy o ES, Smlouvy o EU a Smlouvy o Euratomu)

PŘIBLÍŽENÍ PODLE PŘÍSTROJŮ APPROACH PROCEDURE

A0M36BEP Přednáška 6 Unmanned Aerial Vehicles

Univerzita Pardubice Dopravní fakulta Jana Pernera

Digitální učební materiál

Integritní omezení. anglický popis dle WordNet. Atributy. Pojem - CZ Pojem - EN Zkratka Popis. Network. (Road

Zdeňka Lipovská. This project is implemented through the CENTRAL EUROPE Programme co-financed by the ERDF.

SUBSTRUCTURES underground structures

Uživatelská příručka. Xperia P TV Dock DK21

místo, kde se rodí nápady

Vliv metody vyšetřování tvaru brusného kotouče na výslednou přesnost obrobku

ZKRATKY A SYMBOLY (použité v tomto Předpisu)

USER'S MANUAL FAN MOTOR DRIVER FMD-02

VYSOKÁ ŠKOLA HOTELOVÁ V PRAZE 8, SPOL. S R. O.

PRAVIDLA ZPRACOVÁNÍ STANDARDNÍCH ELEKTRONICKÝCH ZAHRANIČNÍCH PLATEBNÍCH PŘÍKAZŮ STANDARD ELECTRONIC FOREIGN PAYMENT ORDERS PROCESSING RULES

Dynamic Development of Vocabulary Richness of Text. Miroslav Kubát & Radek Čech University of Ostrava Czech Republic

Výuka odborného předmětu z elektrotechniky na SPŠ Strojní a Elektrotechnické

OPTIMALIZACE ILS NA LKVO VODOCHODY OPTIMIZATION ILS IN LKVO VODOCHODY

Caroline Glendinning Jenni Brooks Kate Gridley. Social Policy Research Unit University of York

Moderní technologie dokončování velmi přesných děr vystržováním a její vliv na užitné vlastnosti výrobků

Střední průmyslová škola strojnická Olomouc, tř.17. listopadu 49

13/18 ŘÍZENÍ LETOVÉHO PROVOZU ČR, s.p Navigační 787

MC Tlumiče (řízení pohybu) MC Damper

Quick Start Guide. Clear. Rychlý průvodce nastavením

PROVOZNÍ PŘÍRUČKA PŘÍLOHY ČÁST

Rozvoj vzdělávání žáků karvinských základních škol v oblasti cizích jazyků Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.07/

B1 MORE THAN THE CITY

ÚVODNÍ ČÁST PŘEDPIS L 7030

Enabling Intelligent Buildings via Smart Sensor Network & Smart Lighting

SenseLab. z / from CeMaS. Otevřené sledování senzorů, ovládání zařízení, nahrávání a přehrávání ve Vaší laboratoři

KONTROLNÍ SEZNAM STRAN - PŘEDPIS PROVOZ LETADEL (L 6/II) Strana Datum Strana Datum. Změna č. 34-A. Změna č. 34-A. Změna č. 34-A. Oprava č.

CZ.1.07/1.5.00/

POLOHOVÝ A KURSOVÝ REFERENČNÍ SYSTÉM ATTITUDE AND HEADING REFERENCE SYSTEM

OBSAH. Hlava 1.1 Definice Hlava 1.2 Působnost Hlava 2.1 Všeobecně Hlava 2.2 Letový provoz 2.2-1

Vypsání závodu / Notice of Race strana/page 1/5. Compotech Cup. v lodních třídách / in classes. D-One, 7P CTL

These connections are divided into: a) with a form-contact b) with a force-contact

Transkript:

Please note all the sources used are appropriately cited. If you use this document cite it as well. Citation: TBD

Introduction into Inertial Navigation Systems Pavel Pačes

Prerequisites Subjects: Aircraft sensors systems (Přístrojové systémy letadel) Navigation (Navigace)

Content Introduction Requirements Inertial Measurement Systems Sensors

Area Navigation (RNAV) Instrument Flight Rules (IFR) Navigation Beacons 1970, and later Inercial Reference Systems

Navigation Land navigation Very high frequency Omnidirectional Radio range (VOR) Distance Measuring Equipment (DME) Over ocean Inertial Measurement Systems (INS)

Precision System precision Definition of airspace and obstacle clearance Delays New method of defining equipment requirements => Performance-based Navigation (PBN)

Current Status Performance based Navigation Area Navigation (RNAV) Required Navigation Performance (RNP) related to Actual Navigation Performance (ANP) Differences: the requirement for on-board performance monitoring and alerting What about service assurance? => RNAV (coexistence of both systems)

Source [4]

Performance Based Navigation RNAV (Area Navigation) umožňuje letadlu vybrat vhodnou trasu za využití soustavy navigračních prostředků (majáky, GPS, INS) šetří se čas, délka dráhy a doba letu. Nejde to použít všude, je nutné definovat požadavky (na vybavení, posádku, letadlo, ) Required navigation performance Rozdíly se stírají poslední dobou (od 1990) jsou i RNAV systémy vybavované funkcí performance monitoring and alerting = tj. vše je RNAV.

RAIM RAIM Receiver Autonomous Integrity Monitor Poskytuje varování v případě, že systém není možné použít pro navigaci. U GPS je kontrola například použitím několika čtveřic viditelných satelitů.

RNP Lepší spolehlivost a funkce garantující funkčnost zařízení. Přesnější navigace Menší rozestupy mezi letadly Navigace pouze pomocí RNP systému Problém je cena, ale předpokládá se, že v budoucnosti se budou využívat už jen RNP systémy.

RNAV requirements continuous indication of aircraft position relative to track to be displayed to the pilot flying on a navigation display situated in his primary field of view; display of distance and bearing to the active (To) waypoint; display of ground speed or time to the active (To) waypoint; navigation data storage function; and appropriate failure indication of the RNAV system including its sensors.

RNAV Lateral Navigation Navigation Accuracy path definition error (PDE), flight technical error (FTE) and navigation system error (NSE) Total System Error (TSE) => σ = sqrt(σ PDE + σ FTE + σ NSE )

RNAV Longitudinal navigation Position along a track It is not considered important Except, e.g. Descent points Designation RNAV X whre X is a number in nautical miles representing 95% probability of aircraft operation within lateral distance from a path

RNP Used in specific airspaces Permitting closer route spacing Offer significant safety, operational and efficiency benefits

RNP designation An RNP of 0.3 means the aircraft navigation system must be able to calculate its position to within a circle with a radius of 0.3 nautical mile

What is it for? Nose reduction along a path Source [3]

What is it for? Precise approach over a a river no noise polution of residential areas Source [5]

Airplanes categories (SBAS) Landing minimums

Source [4] RNP-0.3 required

What do we have? Precision? System Precision [m] Loran, GPS 9-180 DECCA 200 Transit, Tacan 400 INS (after 1 hour) 650 VOR/DME & Doppler 900 Omega 2200

Inertial Navigation System (INS) Includes A computer and a module containing Accelerometers, Gyroscopes or Other devices It is necessary to provide its position and velocity (GPS, FMS, etc.) and then it calculates its own position, velocity and orientation by integration from motion sensors.

Definice Polohové úhly Théta, pitch podélný sklon Phi, roll příčný náklon Psi, yaw, headind, azimuth - kurz + + +

Sensors Mechanical gyroscopes rotating mass Accelerometers movement of a mass point transferred on electric signal Micro Electro Mechanical Structures (MEMS)

Porovnání MEMS a RLG Křivky výkonnosti RLG1308 a MEMS Gyro

Coordinate Frames Body frame North-East-Down (NED) Navigation frame Earth Centered xxx Frame Image source [7]

Roll, Pitch and Yaw Coordinate sysems C Target Original, or C To From Euler angles singularity problem => Use quaternions Covariance matrix = measure of trust in measurement

INS Systems Gimbaled platform Gimbaled frame with an inertial center gyro Strap-down systems Image source [Wiki] Image source [8]

Gimbaled platform

Gimbaled frame with an inertial center gyro

Strap-down system

Strap-down systems alignment Image source [8]

INS algorithms Examples Flat Earth Non-rotating Earth Rotating Earth

Strap-down system

Flat Earth Image source [7]

Non-rotating Earth

Rotating spherical Earth navigator

GPS system coupling A Tightly coupled

Other system

Gravitační pole Nerovnoměrné rozložení se kterým se musí počítat. Závislost na: Geografické lokaci Výšce

Schulerovo kyvadlo Kyvadlo s dobou kyvu 84.4 min takové jehož délka je stejná jako délka poloměru země. Unikátní vlastností je, že vektor vedoucí ze závaží kyvadla do bodu uchycení (počátku) zůstává stále vertikální vzhledem k povrchu navzdory jakémukoliv pohybu jeho počátku (závěsu). V inerciálních systémech je zaváděno jako jeden z výpočetních bloků. Zavádí se jako změna úhlu, která závisí na rychlosti pohybu v horizontální rovině dělená poloměrem země.

Schuler pendulum v/ R R 6378 km -1 v 10 m.s 1.5679e 6 Kompletní oscilace T l 2.. =6.28. 637,8 km 84.4377 min g

Sensor Fusion Magnetometers GPS systems Pressure Reference System Image source [8]

In-flight alignment and system precision Image source [8]

AHRS Altitude heading and reference system low-cost INS A magnetometer unit

AHRS INS Magnetometer

Aircraft instalation

Characterization of sensors Is the sensor good for INS? Alan Variance movement of an average value in time

Errors

Raw data

Allan Variance

Literatura 1. Establishment of Area Navigation Routes (RNAV), http://www.epa.gov/epa-impact/2003/may/day-09/i11638.htm 2. Navigation Systems - Level 3 Area Navigation http://www.allstar.fiu.edu/aero/rnav.htm 3. Space Communication and Aviation Navigation: The United States Moves towards Performance-Based Navigation http://spacejournal.ohio.edu/issue9/aviation_navigation.html 4. RNP - What is it? http://www.overtheairwaves.com/airwaves/vol2-5a.htm 5. Example of the RNP River approach to Brisbane runway 01-03/08 http://www.airservicesaustralia.com/media/pressreleases/pr3_08.asp 6. Airbus, getting to grips with modern navigation 7. Stovall, Sherryl H. Basic Inertial Navigation. California : Naval Air Warfare Center, Weapons Division, 1997. NAWCWPNS TM 8128. 8. Weed, Doug, a další. GPS Align In Motion of civilian strapdown INS. Development, Honeywell Commerzial Aviation Products, Honeywell Interantional. Picastaway : IEEE, 2004. stránky 184-192. 0-7803-8416-4/04.