Hệ thống định vị tích hợp GPS INS

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CAO HỒNG VŨ HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TÍCH HỢP GPS/INS Chuyên ngành : Tự động hóa Mã số: 605260 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2011 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học : Nguyễn Vĩnh Hảo, Tiến Sĩ (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : Trương Đình Châu, Tiến Sĩ (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : Hồng Minh Trí, Tiến Sĩ (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 25 tháng 07 năm 2011 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) Nguyễn Thị Phương Hà, PGS-TS Hồng Minh Trí, TS Trương Đình Châu, TS Nguyễn Thanh Phương TS Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA………… ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Cao Hoàng Vũ MSHV:09150049 Ngày, tháng, năm sinh: 08/12/1984 Nơi sinh: Gia Lai Chuyên ngành: Tự Động Hóa Mã số : 605260 I TÊN ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TÍCH HỢP GPS/INS II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Xây dựng thuật tốn tích hợp hệ thống INS GPS Xây dựng mơ hình thực tế hệ thống Khảo sát thực nghiệm, với mơ hình thuật tốn xây dựng đánh giá kết nhận từ hệ thống tích hợp III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 14/02/2011 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 01/07/2011 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên): Tiến sĩ Nguyễn Vĩnh Hảo Tp HCM, ngày 14 tháng 02 năm 2011 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA….……… (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Tơi chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Vĩnh Hảo, giáo viên trực tiếp hướng dẫn tơi suốt q trình thực luận văn tốt nghiệp Sự tận tình hướng dẫn, giúp đỡ động viên thầy giúp nhiều việc hoàn thành đồ án với yêu cầu đặt Tôi chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Điện-Điện tử tạo điều kiện giúp đỡ cho tơi hồn thành đề tài Ngồi ra, tơi gửi lời cảm ơn đến bạn lớp Những ý kiến đóng góp bạn giúp cho tơi thực đồ án ngày hồn thiện Cuối xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, nguồn động viên tinh thần sâu sắc tạo điều kiện để giúp tơi hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Tp.HCM, tháng năm 2011 Người thực đề tài Cao Hồng Vũ Luận văn Thạc sĩ TĨM TẮT LUẬN VĂN Các GPS giá thành thấp bị giới hạn sai số lớn, dễ bị ảnh hưởng tác nhân bên ngồi, bên cạnh giới hạn hệ thống GPS thời gian cập nhật liệu thấp đáp ứng ứng dụng cần thời gian cập nhật cao Do để khắc phục hạn chế ta kết hợp hệ thống GPS hệ thống INS Dựa vào hệ thống INS ta xây dựng phương trình động lực học phương trình sai số mặt phẳng có gốc trùng với tâm trái đất Từ hai phương trình ta ước lượng vị trí đối tượng, nhiên có sai số lớn Để hạn chế điều ta sử dụng bô lọc Kalman mở rộng để tích hợp GPS/INS theo mơ hình vịng kín Sai số vị trí xác định dựa vào khác vị trí ước lượng hai hệ thống INS GPS Sai số dùng để điều khiển lọc Kalman, ước lượng biến trạng thái sai số Sử dụng biến trạng thái sai số để hiệu chỉnh giá trị INS Làm cho giá trị vị trí ước lượng có xác thời gian cập nhật cao Từ mơ hình phần cứng sử dụng cơng cụ mơ phỏng, lập trình m- file Matlab, thu thập xử lý liệu miền khảo sát thực tế Đánh giá chất lượng hệ thống tích hợp thông qua so sánh kết đạt với kết từ GPS ABSTRACT The low-cost GPS is limited by large errors, easily affected by external factors, besides a limitation of the GPS system time updated data can not be so low that meet the applications to time updated high Therefore to overcome these limitations we can combine GPS and INS systems Based on our construction INS system dynamics equations and equation of the plane of origin coincides with the center of the earth From these two equations we can estimate the location of the object, but the error is very large To limit the things we use on extended Kalman filter to integrate GPS / INS model loop Positions error are determined based on the difference of position is evaluated by both INS and GPS systems This error used to control the Kalman filter, estimates the state variable errors Using the state variable error correction value to INS Make the value estimated position accuracy and update time is higher From hardware models and using simulation tools, programmed in Matlab m-file, collect and process data in the domain field surveys Assessing the quality of the integrated system by comparing results with results from the GPS Luận văn Thạc sĩ – Cao Hoàng Vũ MỤC LỤC Chương 1: Tổng quan Trang 1.1 Đặt vấn đề: 1.2 Giới thiệu chung hệ thống tích hợp GPS/INS 1.2.1 Phương pháp lọc không liên kết (uncouple filter) 1.2.2 Phương pháp lọc ghép đôi lỏng (Loosely couple filter) 1.2.3 Phương pháp Coupling approaches 1.3 Nội dung luận văn Thạc sỹ: Chương 2: Cơ sở lý thuyết 2.1 Giới thiệu: 2.2 Hệ thống GPS: 2.2.1 Giới thiệu hệ thống GPS 2.2.2 Hoạt động hệ thống GPS 2.2.2.1 Tín hiệu GPS 2.2.2.2 Q trình nhận tín hiệu GPS 10 2.2.3 Các nguồn gây sai số 11 2.2.3.1 Sai Ảnh hưởng tầng Khí 12 2.2.3.2 Sai số nhân tạo SA 13 2.2.3.3 Lỗi quỹ đạo 13 2.2.3.4 Lỗi đồng hồ vệ tinh 13 2.2.3.5 Nhiễu đa đường 13 2.3 Hệ thống INS 14 2.3.1 Giới thiệu hệ thống INS 14 2.3.2 Các loại mặt phẳng tạo độ 15 2.3.3 Chuyển đổi mặt phẳng 17 2.3.3.1 Vector vị trí 17 2.3.3.2 Ma trận quay hệ có hai mặt phẳng 17 Luận văn Thạc sĩ – Cao Hoàng Vũ 2.3.3.3 Công thức chuyển đổi Vector từ mặt phẳng qua mặt phẳng khác 19 2.3.4 Xác định vị trí, vận tốc, hướng 20 2.3.5 Các nguồn gây sai số 21 2.3.5.1 Độ lệch cố định (Fixed bias) 21 2.3.5.2 Độ lệch phụ thuộc cảm biến gia tốc 21 2.3.5.3 Sai số hệ số tỉ lệ 21 2.3.5.4 Sai số ghép chéo 21 2.3.5.5 Sai số nhiễu ngẫu nhiên 21 2.4 Cơ sở lý thuyết lọc Kalman 22 2.4.1 Giới thiệu Kalman 22 2.4.2 Mơ hình Vector lọc Kalman 22 2.4.3 Các phương trình lọc Kalman 23 2.4.4 Bộ lọc Kalman tuyến tính hóa lọc Kalman mở rộng 24 2.4.4.1 Bộ lọc Kalman tuyến tính hóa 24 2.4.4.2 Bộ lọc Kalman mở rộng 25 Chương 3: Xây dựng phương trình động học: 3.1 Đặt vấn đề 27 3.2 Phương trình động học hệ thống 27 3.3 Phương trình sai số 31 3.4 Rời rạc hóa 34 3.4.1 Rời rạc hóa phương trình động học liên tục hệ thống 34 3.4.2 Rời rạc hóa phương trình sai số động học liên tục hệ thống 36 Chương 4: Tích hợp hệ thống INS GPS 4.1 Đặt vấn đề 39 4.2 Mơ hình tích hợp INS GPS 39 4.3 Bộ lọc Kalman mở rộng 40 Luận văn Thạc sĩ – Cao Hồng Vũ Chương 5: Mơ hình thực tế hệ thống 5.1 Giới thiệu 45 5.2 Phần cứng hệ thống 45 5.2.1 Máy tính 46 5.2.2 IMU 46 5.2.3 Thiết bị thu GPS 48 5.3 Phần mềm 49 5.3.1 Lưu đồ chương trình 49 5.3.2 Lưu đồ chương trình tích hợp GPS/INS khơng có liệu GPS 51 5.3.3 Lưu đồ chương trình tích hợp GPS/INS có liệu GPS 52 Chương 6: Kết thực nghiệm 6.1 Giới thiệu 54 6.2 Miền khảo sát thực nghiệm 54 6.3 Tiền xử lý liệu 55 6.2.1 Dữ liệu IMU 55 6.2.2 Dữ liệu GPS 56 6.4 Kết thực nghiệm 57 6.4.1 Miền khảo sát đường thẳng 57 6.4.2 Miền khảo sát hình chữ nhật 59 6.5 Phân tích sai số 62 6.5.1 Sai số IMU 62 6.5.2 Sai số GPS 62 Chương 7: Kết đạt hướng phát triển tương lai 7.1 Kết đạt 64 7.2 Một số hạn chế 65 7.3 Hướng phát triển tương lai 65 Trang CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Vị trí xác đối tượng trái đất quan trọng số ứng dụng ngày Không ngành đặc thù hàng hải hàng khơng, mà cịn ứng dụng đời sống hệ thống giám sát, hệ thống dò đường … Với nhu cầu cần xác định vị trí đối tượng bề mặt trái đất hệ thống Định vị toàn cầu (Global Position system-GPS) đời năm 1950 Cùng với thiết bị nhận GPS tính tốn vị trí dựa vào tín hiệu chứa mã đặc biệt truyền từ vệ tinh Trải qua trình phát triển với tiến khoa học kỹ thuật ngày có nhiều thiết bị có độ xác cao Đặc biệt thiết bị có giá thành cao tính xác đến vài cm Tuy nhiên với thiết bị thơng thường sai số lên tới 15 -100 m Ngồi độ xác thiết bị cịn bị ảnh hưởng nhiều yếu tố Ngày có nhiều nghiên cứu tích hợp hệ thống GPS hệ Đạo hàng quán tính (Inertial Navigation System - INS) với mục đích tính tốn vị trí có độ xác cao Đặc biệt điểm bật hệ thống thời gian cập nhật liệu cao (100Hz vận tốc, 50Hz vị trí – sử dụng ứng dụng máy bay, xe ), không bị ảnh hưởng nguồn nhiễu bên Cả GPS INS có ưu nhược điểm riêng Nhưng kết hợp thành hệ thống có đặc điểm bật sau: Luôn trì q trình định hướng xác GPS bị lỗi có sai số lớn Giảm sai số nhiễu ngẫu nhiên Tần số cập nhật cao đáp ứng ứng dụng có vận tốc chuyển động lớn Luận văn Thạc sĩ Trang 52 6.4 Kết thực nghiệm 6.4.1 Miền khảo sát đường thẳng Khảo sát lúc chiều, ngày tháng năm 2011 khu Dân cư Ven Sông, Phường Tân Phong, Quận Mơ hình gắn xe máy, xe chạy với vận tốc khoảng 25km/h Thời gian thu liệu khoảng phút Quỹ đạo khảo sát đường số với chiều dài đường khoảng 620m (xác định dựa vào công cụ Ruler Google Earth)  Đồ thị Vĩ độ theo thời gian Ước lượng giá trị Vĩ độ 50 giây đầu, có đồ thị tương ứng sau: Hình 6.1 : Đồ thị Vĩ độ theo thời gian Luận văn Thạc sĩ Trang 53  Đồ thị Kinh độ theo thời gian Ước lượng giá trị Kinh độ 50 giây đầu, có đồ thị tương ứng sau: Hình 6.2 : Đồ thị Kinh độ theo thời gian  Đồ thị vị trí tọa độ oxy Ước lượng vị trí từ giây thứ 41 tới giây thứ 50, có đồ thị tương ứng sau: Hình 6.3 : Đồ thị vị trí tọa độ mặt phẳng (x,y) Luận văn Thạc sĩ Trang 54 Dựa vào đồ thị ta thấy, khoảng giây kết nhận không tốt Trong 25 giây hệ thống đứng n, mơ hình chưa đặt cân bằng, cịn bị lung lay Bên cạnh độ lệch cảm biến IMU làm cho giá trị từ cảm biến gia tốc cảm biến vận tốc góc khơng xác làm cho giá trị ước lượng không tốt, giá trị ước lượng bị lệch nhiều so với giá trị GPS mà ta nhận Tuy nhiên sau khoảng giây đầu ước lượng vị trí hệ thống tích hợp nhận có độ xác Điều thấy rõ hình (6.3) Sau khoảng giây đầu hệ thống tích hợp cho kết tốt GPS INS hoạt động ổn định 6.4.2 Miền khảo sát hình chữ nhật Khảo sát lúc 45 phút chiều, ngày tháng năm 2011 khu Dân cư Ven Sông, Phường Tân Phong, Quận Mơ hình gắn xe máy, xe chạy với vận tốc khoảng 25km/h Thời gian thu liệu khoảng 2,5 phút Miền khảo sát đường số 11, số 7, phần đường số số 14 Các đường tạo thành quỹ đạo có dạng hình chữ nhật có kích thước khoảng (xác định dựa vào công cụ Ruler Google Earth) Luận văn Thạc sĩ Trang 55  Đồ thị Vĩ độ theo thời gian Ước lượng giá trị Vĩ độ khoảng 20 giây tới 40 giây, có đồ thị tương ứng sau Hình 6.4 : Đồ thị Vĩ độ theo thời gian  Đồ thị Kinh độ theo thời gian Ước lượng giá trị Kinh độ khoảng 20 giây tới 40 giây, có đồ thị tương ứng sau: Hình 6.5 : Đồ thị Kinh độ theo thời gian Luận văn Thạc sĩ Trang 56  Đồ thị vị trí tọa độ oxy Ước lượng vị trí từ giây thứ 80 tới giây thứ 135, có đồ thị sau: Hình 6.6 : Đồ thị vị trí tọa độ mặt phẳng (x,y) – thời gian ước lượng 80-135 giây Ước lượng vị trí tồn quỹ đạo đường đi, có đồ thị sau: Hình 6.7: Đồ thị vị trí tọa độ mặt phẳng (x,y) Luận văn Thạc sĩ Trang 57 Do giới hạn việc chạy xe gắn máy khơng thể cua theo góc vng Nên hình 6.7 góc cua khơng vng quỹ đạo thực tế vng góc Dựa vào đồ thị ta thấy, đoạn đường thẳng kết ước lượng vị trí hệ thống tích hợp tương đối tốt (xem hình 6.6 ) Tuy nhiên khúc cua, kết bị lệch so với liệu GPS (xem hình 6.4, 6.5 6.7 ) Điều lý giải sau: chất lượng lọc Kalman mở rộng xây dựng chưa tốt, xe cua mơ hình bị nghiên bị lung lay làm cho giá trị từ cảm biến vận tốc góc gia tốc bị sai số Có thể đánh giá giới hạn luận văn 6.4.3 Miền khảo sát đường thẳng GPS bị liệu Khảo sát lúc chiều, ngày tháng năm 2011 khu Dân cư Ven Sông, Phường Tân Phong, Quận Mơ hình gắn xe máy, xe chạy với vận tốc khoảng 25km/h Thời gian thu liệu khoảng phút Quỹ đạo khảo sát đường số với chiều dài đường khoảng 620m (xác định dựa vào công cụ Ruler Google Earth) Để đánh giá chất lượng hệ thống tích hợp Ta khảo sát trường hợp GPS bị liệu Do tiến hành thu liệu điều kiện thời tiết không gian tốt nên liệu thu đầy đủ Từ tập liệu ta bỏ mẫu liệu thứ 3100, 3200 3300 (các mẫu chứa liệu GPS) Vì ta chưa có thiết bị có độ xác cao để xác định quỹ đạo chuẩn Do ta lấy đường thẳng nối hai vị trí đầu cuối (hai vị trí GPS xác định) làm quỹ đạo chuẩn Đáp ứng hệ thống ứng với trường hợp GPS bị liệu sau: Luận văn Thạc sĩ Trang 58 Hình 6.8: Đồ thị vị trí trường hợp GPS bị liệu Dựa vào đồ thị ta thấy, đoạn GPS bị liệu kết nhận tốt, khoảng cách lớn từ đáp ứng hệ thống INS/GPS tới vị trí chứa liệu GPS 340 khoảng 1.2m 6.5 Phân tích sai số 6.5.1 Sai số IMU Do chưa xác định mơ hình chuẩn để đánh giá độ lệch cảm biến gia tốc vận tốc góc mơi trường khảo sát thực nghiệm Ta tiến hành đánh giá độ lệch cảm biến cách cho hệ thống đứng yên vòng 30 phút, đọc liệu từ hệ thống Ta tập liệu có khoảng 180000 mẫu (mỗi mẫu cách 10mms) Hệ thống đứng yên giá trị từ cảm biến gia tốc cảm biến vận tốc góc khác khơng Ta coi giá trị độ lệch IMU Bằng cách lấy trung bình cộng độ lệch ta có:  Độ lệch cảm biến gia tốc: Luận văn Thạc sĩ Trang 59 Độ lệch cảm biến vận tốc góc: 6.5.2 Sai số GPS Để xác định Covariance sai số GPS, ta tiến hành thu liệu từ GPS vị trí đứng n Sau xác định khoảng cách tối đa điểm Miền khảo sát Công viên Tân Phước, đường Nguyễn Thị Nhỏ, phường 9, Quận Tân Bình Khảo sát lúc 11h trưa ngày tháng năm 2011, thời gian khảo sát 30 phút Điều kiện thời tiết lúc khảo sát: trời trong, không mây, nắng chói chang Khơng gian xung quanh nơi khảo sát: không nhà cao tầng, không bị che khuất Sau thời gian 30 phút thu liệu, ta thu tập liệu có khoảng 1788 mẫu Đồ thị mẫu liệu có dạng sau: Hình 6.9: Đồ thị mẫu liệu nhận từ GPS Dựa vào đồ thị ta thấy mẫu liệu gần trùng nhau, khác hai vị trí Tuy nhiên hai vị trí khơng q cách xa nhau, dựa vào tính tốn ta có khoảng cách chúng 1.1144858 m Ta lấy bán kính sai số GPS xấp xỉ = 1.2 Đặt: (6.1) Từ ta có Covariance sai số có dạng sau: Luận văn Thạc sĩ Trang 60 (6.2) 6.5.3 Sai số hệ thống INS/GPS Ta chưa có thiết bị có độ xác cao để xác định quỹ đạo chuẩn Do ta lấy đường thẳng nối hai vị trí đầu cuối (hai vị trí GPS xác định) làm quỹ đạo chuẩn Để xác định sai số hệ thống tích hợp GPS/INS ta xác định khoảng cách lớn quỹ đạo chuẩn với quỹ đạo xác định INS/GPS Ta nhận kết sau:  Sai số khoảng 60 giây (chạy đường thẳng):  Sai số khoảng từ 60 giây đến hết quỹ đạo đường (chạy đường thẳng):  Sai số qua khúc cua vng góc: Luận văn Thạc sĩ Trang 61 CHƢƠNG : KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN TRONG TƢƠNG LAI 7.1 Kết đạt đƣợc Với đề tài nghiên cứu trên, tác giả hoàn thành số kết sau: Xác định mối quan hệ hệ tọa độ mặt phẳng với Làm sở cho việc đồng liệu xác định thiết bị mặt phẳng tọa độ khác Xác định mơ hình tích hợp GPS/INS làm sở cho q trình tích hợp thực tế Xây dựng mơ hình tốn hệ thống đạo hàng qn tính - INS Giúp ta có nhìn tổng quan hệ thống INS qua ta có biểu thức xác định đại lượng cần thiết vị trí, vận tốc hướng sử dụng cho q trình tích hợp với GPS Đồng liệu từ hai hệ thống INS GPS, liệu thu tập liệu chung chứa liệu GPS INS Giúp cho q trình nhận liệu đơn giản, nhanh chóng hiệu cao Xây dựng giải thuật tích hợp thơng qua lọc Kalman mở rộng, với việc tác động vào trạng thái biến bên hệ thống INS nên giải thuật không phức tạp, nhiên lại có tính linh hoạt hiệu cao Tạo mơ hình tích hợp GPS/INS nhỏ gọn, thuận tiện cho trình thu thập liệu thực nghiệm Dữ liệu thu từ hệ thống với trình xử lý liệu dựa vào giải thuật xây dựng cho kết tương đối tốt Giá trị vị trí nhận từ hệ thống có thời gian cập nhật lớn, có độ xác cao, giá trị ước lượng từ INS GPS hiệu chỉnh Quá trình khảo sát thực nghiệm, thực nhiều lần không gian thời gian khác nhau, cho kết tương đối tốt Như tác gải hoàn thành nhiệm vụ giao luận văn Tuy nhiên, luận văn số hạn chế định Luận văn Thạc sĩ Trang 62 7.2 Một số hạn chế Chưa xây dựng mơ hình chuẩn để xác định độ lệch chuẩn cảm biến gia tốc vận tốc góc Các giá trị sử dụng luận văn chủ yếu thực tế mà có, làm thời gian để xác định Đồng thời độ xác khơng cao Đáp ứng vị trí hệ thống tích hợp tốt sau khoảng 10 giây hệ thống bắt đầu hoạt động Đáp ứng vị trị hệ thống không tốt qua khúc cua, giá trị vị trí hệ thống bị lệch so với giá trị GPS Chưa tích hợp q trình xử lý tính tốn vào vi xử lý Nên chưa thể cập nhập online (vừa thu liệu vừa hiển thị kết quả) Do chưa có tính ứng dụng cao, làm sở cho hướng phát triển tương lai 7.3 Hƣớng phát triển tƣơng lai Xây dựng mơ hình để xác định độ lệch chuẩn từ cảm biến Để thông số đưa vào lọc có độ tin cậy cao Thực tích hợp hệ thống mơ hình tích hợp khác so sánh kết chúng Từ chọn mơ hình tốt nhất, có độ tin cậy cao ứng dụng vào thực tế Tích hợp q trình xử lý tính tốn vào vi xử lý, giải thuật tính tốn thực vi xử lý Kết nối hệ thống với hình LCD, kết cuối hiển thị hình LCD Có thể ứng dụng hệ thống giám sát hệ thống đường … Luận văn Thạc sĩ Trang 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Isaac Skog : ―A Low-Cost Gps Aided Inertial Navigation System For Vehicular Applications” Master of Science Thesis Stockholm, Sweden 2005-03-09 IR-SB-EX-0506 [2] Sridhar Ramaswamy : ―An investigation of integrated global positioning system and inertial navigation system fault detection‖, Warren K Wray, Dean, Fritz J and Dolores H Russ College of Engineering and Technology [3] T Soler: ―A compendium of transformation formulas useful in GPS work‖ Journal of Geodesy (1998) 72: 482 490 [4] Isaac Skog and Peter Hăandel: A Low-Cost Gps Aided Inertial Navigation System For Vehicle Applications‖ KTH Signals, Sensors and Systems, Royal Institute of Technology SE–100 44 Stockholm, Sweden [5] Mohinder S Grewal, Lawrence R Weill, Angus P Andrews: ―Global Positioning Systems, Inertial Navigation, and Integration‖ Copyright 2001 John Wiley & Sons, Inc [6] Farrell, Jay.; Barth, Matthew: ―The Global Positioning System and Inertial Navigation‖ McGraw-Hill Professional [7] Sultan Kocaman and Prof Dr Hilmar ― Ingensand, GPS and INS Integration with Kalman Filtering for Direct Georeferencing of Airborne Imagery” 30.01.2003 [8] Mohinder S.Grewal, Lawrence R.Well and Angus P.Andrews, “Global Positioning Systems, Inertial Navigation And Integration” Copyright 2001 John Wilwey & sons, Inc Print ISBN 0-471-35032-X Electronic ISBN 0-471-20071-9 [9] Niklas Hjorsmarker, ―Experimental System for Validating GPS/INS Integration Algorithms” ISSN -1650-1942 December 2005 [10] Ravindra Babu and Jinling Wang, ―Real-time Data Analysis of Ultra-tight GPS/INS Integration” The University of New South Wales, Sydney, Australia – December, 2007 Luận văn Thạc sĩ Trang 64 [11] V AGARWAL, H ARYA and S BHAKTAVATSALA, ―Design and Development of a Real-Time DSP and FPGA-Based Integrated GPS-INS System for Compact and Low Power Applicatio” [12] Ravindra Babu, Jinling Wang, ―Ultra-Tight GPS/INS/PL Integration: Kalman Filter Performance Analysis” School of Surveying and Spatial Information Systems University of New South Wales [13] Johan Malmstrăom, ―Robust Navigation with GPS/INS and Adaptive Beamforming” System Technology Division SE-172 90 STOCKHOLM Sweden, FOI-R 0848—SE April 2003 1650-1942 [14] Naser El –Sheimy, ―The Potential Of Partial IMUs For Land Vehicle Navigation” Department Of Geomatics Engineering, The University Of Calgary [15] Dam Simon, “Optimal State Estimation, Kalman, Approaches” and Nonlinear [16] Mohinder S Grewal, Angus P.Andrews, “Kalman Filtering: Theory and Practice Using MATLAB” Copyright 2001 John Wiley & Sons, Inc [17] John J.Craig, “Introduction to Robotic, Mechanics and Control” [18] Nguyễn Đức Thành, ―Matlab ứng dụng điều khiển‖ Luận văn Thạc sĩ Ghi (.) b (.) e (.) i (.) t Rbb (.) T (.) In 0n xk x x x giá trị mặt phẳng b ( body frame ) giá trị mặt phẳng e ( Earth Centered Earth Fixed Frame ) giá trị mặt phẳng i ( inertial frame ) giá trị mặt phẳng t ( local Geode tic Frame ) ma trận để chuyển vector từ mặt phẳng a tới mặt phẳng b (ma trận chuyển) ma trận chuyển vị ma trận nghịch đảo ma trận đơn vị bậc n ma trận bậc n giá trị x thời điểm k: x(k ) đạo hàm bậc x đạo hàm bậc hai x giá trị sai số x giá trị ước lượng ~ (.) E{} R nX giá trị tính tốn trạng thái dự báo kỳ vọng độ lớn vector có kích thước nx1 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Cao Hồng Vũ Ngày sinh: 08/12/1984 Nơi sinh: Gia Lai Địa liên lạc: 86/99/3 Âu Cơ, P.9, Quận Tân Bình Địa email: vudtcom@yahoo.com Quá trình đào tạo: - 2004 -2009: Sinh viên ngành Kỹ thuật Điện – Điện tử, Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh - 2009: Tốt nghiệp loại ngành Kỹ thuật Điện – Điện tử - 2009 tới nay: Học viên cao học ngành Tự động hóa, Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh Quá trình cơng tác: - 2008 -2011 Nhân viên kỹ thuật Cty TNHH PCCC Vĩnh Vĩnh Hằng - 2011- Giảng viên Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng Tp Hồ Chí Minh ... INS GPS Trong mơ hình tích hợp INS /GPS, hệ thống INS hoạt động hệ thống điều hướng vị trí ước lượng từ GPS sử dụng để ước lượng sai số hệ thống INS Vì phương pháp tích hợp ta gọi GPS hỗ trở INS. .. rộng sử dụng để tích hợp hệ thống GPS INS 2.2 Hệ thống GPS 2.2.1 Giới thiệu hệ thống GPS GPS (Global Position System ) hệ thống định vị tồn cầu Nó gồm vệ tinh trạm điều khiển mặt đất GPS sử dụng... Mã số : 605260 I TÊN ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TÍCH HỢP GPS/ INS II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Xây dựng thuật tốn tích hợp hệ thống INS GPS Xây dựng mơ hình thực tế hệ thống Khảo sát thực nghiệm, với