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고 해상도 버퍼 설계를 통한 전달 정렬의 측정치 시간 지연 보상 기법
차재혁(Jaehyuck Cha),박찬국(Chan Gook Park),김광훈(Kwanghoon Kim),권승복(Seungbok Kwon) 제어로봇시스템학회 2022 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.28 No.4
In this paper, we propose a time delay compensation method for transfer alignment using a high-resolution buffer design. Time delay degrades the performance of transfer alignment, resulting in subsequent mission failure. The value of such a time delay may not be constant and varies indefinitely depending on the system configuration or operating environment, which reduces the time delay estimation performance using general Kalman filtering. Using a state buffer is one of the methods to solve this problem. This paper presents a new time delay estimation method using a time delay candidate buffer. The proposed scheme can finely set the interval of time delay candidates and does not require a separate memory. In addition, a method for designing an appropriate time delay candidate buffer interval according to the activation of a vehicle and the performance of the MINS is presented. Simulations verified that the proposed technique could reduce the memory requirement and improve the transfer alignment performance for finely changing the time delay.
차재혁(Jaehyuck Cha),허세종(Sejong Heo),박찬국(Chan-Gook Park) 한국항공우주학회 2017 韓國航空宇宙學會誌 Vol.45 No.10
달 탐사에 있어 로버 활용의 필요성은 (구)소련과 중국의 사례와 미국의 수차례에 걸친 화성 탐사로 인해 입증되었다. 달 탐사 로버의 성공적인 운용을 위해서는 높은 정밀도의 항법 성능이 요구되며, 이를 위해서는 높은 정밀도의 초기 정렬이 필수적이다. 일반적으로는 단일 위치 정렬을 수행하나, 높은 수준의 초기 정렬 성능이 필요한 경우 다중위치 정렬을 수행한다. 하지만, 달 환경의 제약으로 인해 달 탐사 로버의 초기 정렬 성능은 지구환경에 비하여 떨어지게 되며, 이는 다중위치 정렬을 수행하여도 극복할 수 없다. 따라서 본 논문에서는 태양 센서를 보조로 활용한 달 환경에서의 다중위치 정렬 기법을 제안한다. 태양 벡터의 측정치 모델을 구성하고, 이에 대한 가관측성 분석을 수행하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 알고리즘의 성능을 분석하였고, 그 결과 초기 자세 추정 성능이 크게 향상되었음을 확인하였다. In lunar exploration, the necessity of utilizing rover is verified by the examples of the Soviet Union and China and the similar Mars missions of the United States. In order to achieve the successful management of a lunar rover, a high precision navigation technique is required, and accordingly, high precision initial alignment is essential. Even though it is general to perform initial alignment in a steady state, a multiposition alignment technique is applied when high performance is needed. On the lunar surface, however, the performance of initial alignment decreases from that on Earth, and it cannot be improved by applying multiposition alignment method owing to certain constraints of lunar environment. In this paper, a sun sensor aided multiposition alignment technique is proposed. The measurement model for a sun vector is established, and its observability analysis is performed. The performance of the proposed algorithm is verified through computer simulations, and the results show the estimation performance is improved dramatically.
가속도 정합 기반 전달 정렬을 통한 고정익 항공기의 유연성 오차 보상
최람미(Lammi Choi),차재혁(Jaehyuck Cha),박찬국(Chan Gook Park),윤석창(Sukchang Yun),권승복(Seungbok Kwon) 한국항공우주학회 2023 韓國航空宇宙學會誌 Vol.51 No.3
본 논문에서는 고정익 항공기에서 발생하는 유연성 오차 보상을 위해 가속도 정합을 기반으로 한 전달 정렬 기법을 제시한다. 유연성은 주 관성항법장치와 종 관성항법장치의 상대적인 거리를 나타내는 레버암으로 인해 발생하며, 특히 항공기에서의 유연성은 선박에 비해 큰 진동수 파라미터를 가진다. 가속도 정합은 측정치 모델에서 레버암 및 유연성 오차가 반영되어 있어 유연성이 정확히 모델링된 경우 유연성으로 인한 오차의 보상 성능이 유리한 특성을 가진다. 본 논문에서는 유연성의 진동수 파라미터를 중심으로 속도, 자세, 가속도, 각속도 기법을 적용한 전달정렬 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과, 기존에 주로 사용되는 속도 자세 정합에 가속도 정합 기법을 적용함으로써 자세 오차의 수렴 속도와 추정 성능을 개선시킬 수 있었다. 반면 각속도 정합은 자세 정합을 대신하여 사용하여 연산량을 감수할 만큼 자세와 유연성 오차 추정에서 유리한 성능이 나타나지 않는 것을 확인하였다. This paper proposes a transfer alignment method based on acceleration matching to compensate for the flexure error from fixed-wing aircraft. The flexure error is caused by the lever arm, representing the relative distance between the master inertial navigation system and the slave inertial navigation system. The flexure error in the aircraft has a larger frequency parameter than in the ship. Acceleration matching reflects lever arm effects and flexure errors in the measurement model, so when the flexure error is accurately modeled, the compensation performance of the errors due to the flexure is advantageous. This paper performed a transfer alignment simulation using velocity, attitude, angular rate, and acceleration matching methods, focusing on the frequency parameters of the flexure error. Simulation results showed that applying the acceleration matching method to conventional velocity-attitude matching can improve the convergence speed and estimation performance of attitude error. In contrast, it is confirmed that using the angular velocity matching instead of the attitude matching has no advantage of performance in estimating attitude and flexure error enough to bear the amount of computation.