관성항법장치는 항법 수행 전 초기 자세를 결정하기 위한 정렬 단계가 필요하다. 정렬에는 주로 자이로 컴퍼싱과 칼만필터를 이용한 추정 방식이 사용되어 왔으며, 이러한 기법들은 자세 추정 기법에 해 당한다. 하지만 비교적 최근, 이와 대조적으로 최적화 기반 정렬 기법에 대한 연구가 수행되었다. 이는 자세 추정이 아닌 자세 결정 기법에 해당한다. 이러한 자세 결정 기법은 운항중 또는 준정지 상태 정 렬에 기존 알고리즘 대비 더 나은 성능을 보인다고 알려져 있다. 본 논문에서는 2축 회전형 관성항법장치를 위한 최적화 기반 정렬 알고리즘을 구현하고 실제 준정지 상태에서 정렬을 수행하여 관성 좌 표 계 기반 정렬 알고리즘과 같은 기존 알고리즘들 대비 성능을 비교 분석하였다.

Optimization-Based Alignment for Dual-axis Rotational Inertial Navigation Systems in Quasi-Stationary Conditions: Implementation and Performance Analysis

Kyung-don Ryu, Chan-Ju Park*

Inertial Navigation systems require an alignment process to determine the initial attitude before navigation starts. Traditionally, alignment has been performed using estimation methods such as gyro- compassing and Kalman filtering, which fall under attitude estimation. However, in contrast to these methods, research on optimization-based alignment techniques has emerged more recently. These techniques are categorized as attitude determination, not the estimation. It has been reported that such attitude determination approaches offer improved performance over conventional algorithms during in- motion or quasi-stationary alignment scenarios. In this study, an optimization-based alignment algorithm for dual-axis rotational inertial navigation systems (RINS) was implemented, and its performance was evaluated and compared with traditional algorithms such as inertial-frame based alignment (IBA).

Keywords: inertial navigation systems, optimization-based alignment, quasi-stationary

Speaker 류경돈 국방과학연구소