GNSS proporciona información sobre la posición exacta con integridad relativamente... mientras que INS ofrece información de posición y altitud sujeta...

Integrando GNSS y INS
GNSS proporciona información sobre la posición exacta con integridad relativamente baja,
mientras que INS ofrece información de posición y altitud sujeta a la deriva pero con
relativamente alta integridad. La integración de los dos dispone de información confiable y
exacta sobre la posición y la altitud de vehículos en tierra, mar, aire y espacio. Integrando
GNSS/INS: Yo sé lo que es, sé lo que hace, pero ¿cómo funciona?
Todos los datos de sensores, tales como imágenes aéreas adquiridas desde una plataforma en
el aire deben estar georeferenciadas para su uso. En el tratamiento del tema de la orientación
externa esta el foto centro de las imágenes de cámaras digitales. Para la georeferenciación de
una imagen aérea es necesario que sean conocidos los centros de proyección con
coordenadas X, Y y Z de la cámara, así como la orientación (altitud en el espacio 3D) de la
imagen en el plano de la cámara.
La rotación alrededor del eje X es convencionalmente llamado (Omega), la rotación alrededor
del eje Y (Fi), y alrededor del eje Z (Kappa). En conjunto, las coordenadas de proyección X, Y y
Z y el centro de orientación de los tres parámetros que se conocen como "parámetros de
orientación externa", y el total de seis. La forma convencional de georeferenciación es
mediante el uso de Puntos de Control en Terreno (GCPs). Estos son puntos de referencia, por
lo general conectado a un sistema de referencia geodésico nacional, que se han medido con
precisión. La medición y el seguimiento de los GCPs es un largo y costoso proceso. Durante
los últimos quince años aproximadamente el uso combinado de GNSS y INS ha hecho posible
una reducción drástica en el número de GCPs y revolucionó la adquisición de datos aéreos.
Feature
Exactitud posicional
Información de Altitud
Tiempo de depencia
Tasa de salida
Autonomía
Fallas
INS.
Posición del Satelite
Navegación Inercial
Alta en el largo plazo
Alta en el corto plazo
Sólo es posible cuando seExacta
utilizan múltiples antenas arrays
Exactitud uniforme, independientemente
Precisión disminuyendo
de la hora
con el tiempo (tendencia)
Bajo (~ 1Hz), teniendo enAlta
cuenta
(~ 100Hz)
la velocidad de los aviones
No (se requiere infraestructura
Sí, pero
de afectadas
los satélites
pory el
el campo
GPS) de gravedad
Ciclo de deslizamiento y la
Nopérdida
hay señal
de lock
de cortes
Suponiendo que el lector está familiarizado con los principios del GPS Diferencial, a
continuación se centra en Inertial Navigation Systems (INS). Esta consiste en una configuración
de los giroscopios y acelerómetros, giroscopios en el mantenimiento de una dirección fija en el
espacio. Rotaciones en torno a los giroscopios causados por la dinámica de los aviones y
procesado por computadores conectados al INS. Los acelerómetros miden la aceleración a lo
largo de tres ejes perpendiculares. Dos veces la integración de las aceleraciones en el tiempo
permite calcular la posición de las aeronaves. ¿Por qué utilizar para determinar la posición
GNSS cuando INS ofrece la misma?. El cuadro muestra las diferencias en las propiedades y
las deficiencias de localización por satélite y sistemas de navegación inercial. Las deficiencias
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de la persona puede ser compensado por los beneficios de otro sistema: las dos tecnologías
tienen características complementarias. Por ejemplo, la sensibilidad de GNSS es antideslizante
y la pérdida de la llave puede ser compensado por la alta producción y la alta tasa de precisión
posicional de INS. Por otra parte, la sensibilidad de la deriva INS, que introduce errores
sistemáticos en la posición, puede ser compensada por la alta precisión posicional de GNSS.
Si cada segundo el sistema GNSS proporciona una nueva posición, el sistema INS puede ser
debidamente actualizado. Una combinación de ambos sistemas, por lo tanto, reduce las
diferencias causadas por las deficiencias de cada una.
Filtro Kalman.
¿Cómo se combinan las mediciones GNSS e INS? El mecanismo para la eliminación de las
falsas posiciones GNSS utilizando mediciones INS, y viceversa, es un recursivo de
procesamientos de datos denominado algoritmo de Kalman Filter. La idea es hacer uso de las
mediciones GNSS y INS, el ruido y las posibles características de las otras mediciones,
teniendo en cuenta la dinámica de la aeronave (velocidad, inclinación, altura y orientación). De
esta forma, la posición y orientación de un dispositivo pueden ser determinadas de forma
óptima con respecto a prácticamente cualquier criterio racional. En particular, la suma de los
errores al cuadrado se minimiza. El Filtro Kalman es "recursivo", lo que significa que a
diferencia de otros métodos de procesamiento de datos no requiere que todos los datos
anteriores se mantengan en depósito para su reprocesamiento cada vez que un nuevo
indicador se adopte. En 1960 el húngaro nacido en Budapest Rudolf Emil Kálmán publicó su
famoso documento que describe la solución al problema del filtrado lineal de datos discretos.
Aunque no es el inventor del método, fue el primero en reconocer sus aplicaciones prácticas.
Desde entonces, el filtro de Kalman ha sido objeto de una amplia investigación, y gran éxito en
la precisa y fiable navegación y posicionamiento de los vehículos en tierra, mar, aire y espacio.
Fuente:
GIM International
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