본 논문에서는 2축 회전형 관성항법장치의 32회전 및 64회전 절차 구성에 따른 자이로 오차 요소별 항법 오차 특성을 분석한다. 회전형 관성항법장치는 일반적인 스트랩다운형 관성항법장치와 달리 관성측정기 를 주기적으로 회전시켜 자이로 바이어스와 같은 측정 오차에 의해 발생되는 항법 오차가 자체적으로 상쇄되도록 고안되었다. 그러나 관성측정기를 회전할 때 자이로 환산계수와 비정렬에 의해 새로 운 항법 오 차가 유발되므로 그 회전 절차에 따라 항법 성능이 달라지는 것이 알려져 있다. 기존에 주로 제안되어 온 16회전 절차는 각 오차 요소 중 특정 요소에 대한 오차를 최소화하는 것을 목표로 한다. 본 논 문에서는 이러한 16회전 절차의 한계점을 극복하기 위해 32회전 절차 및 64회전 절차에 대한 오차 특성 분석을 수행한다. 특히, 4회전 블록으로 구성된 모든 32회전 및 64회전 기법에 대해 그 특성을 분석하고 자 세 오차뿐 아니라 속도 오차와 위치 오차를 최소화할 수 있는 기법을 제시한다.

Analysis on Navigation Error Characteristics by 32-Position and 64-Position Rotation Scheme Configurations for Dual-axis Rotational Inertial Navigation System Against Gyro Error Sources

Jaehyuck Cha, Chan Gook Park*, Seong Yun Cho, Minsu Jo, Chanju Park

This paper analyzes the navigation error characteristics by 32-position and 64-position rotation scheme configurations for dual-axis rotational inertial navigation system (RINS) against several gyro error sources, such as gyro bias, scale factor, and misalignment. In contrast to the conventional strapdown inertial navigation system, a rotational inertial navigation system is designed to self-correct the navigation errors caused by the inertial measurement errors such as gyro bias by periodically rotating the inertial measurement unit (IMU). However, it is known that the navigation performance varies depending on the rotation sequence because the new navigation errors are introduced by the gyro scale factor and misalignment when the IMU is rotated. The 16-position rotation schemes, which has been mainly proposed so far, aims to minimize the navigation errors for a specific element of each error component. In order to overcome the limitations of the 16-rotation schemes, this paper performs error characterization for the 32-position and 64- position rotation schemes. In particular, we define 4-rotational motions as a rotational motion block, characterize the 32-position and 64-position rotation schemes that is configured by rearranging the rotational motion blocks of the first 16-position rotation schemes, and present the rotation schemes that can minimize the velocity and position errors as well as the attitude errors.

Keywords: rotational inertial navigation system, dual-axis gimbal, rotation sequence, gyro measurement error

Speaker 차재혁 서울대학교