TR2023003062A2

TR2023003062A2 - A MEASUREMENT UPDATE METHOD

Info

Publication number: TR2023003062A2
Application number: TR2023/003062
Authority: TR
Inventors: Cankaya Alp; Ukan Benl Do; Bayrak Cansin
Original assignee: Aselsan Elektroni̇k Sanayi̇ Ve Ti̇caret Anoni̇m Şi̇rketi̇
Filing date: 2023-03-20
Publication date: 2024-09-23

Abstract

Bu buluş araç üzerine konumlandırılan, kendi etrafında bir kuvvet kolu üzerinde dönen aracın konumunu ve yönelimini belirleyen ANS sistemlerinde kullanılmak için; bir işlemci içerisine kullanıcı tarafından aracın enlem, boylam, yükseklik bilgilerinin girilmesi (101), işlemcinin girilen bilgiler ile yer çekimi ivmesi, dünya dönüsü bilgisi doğrultusunda bir ataletsel ölçü biriminden (en az bir dönüölçer ile en az bir ivmeölçer setlerinden) aldığı bilgileri kullanarak aracın yöneliminin belirlenmesi (102), araç için belirlenen değerlerin bir Kalman filtresini çalıştırmak için uyarlanmış işlemciye iletilmesi (103), ataletsel ölçüm birimi (ivme ölçer ve dönüölçer setleri) için tanımlanmış white noise, bias, scale factor ve misalignment hata değerlerinin/karakteristiklerinin söz konusu kalman filtresini çalıştırmak için uyarlanmış işlemciye iletilmesi (104), yöntem adımlarını içeren bir ölçüm güncelleme yöntemi (100) olup özelliği; eğer aracın hızı sıfır ise sıfır hız değeri kullanılarak Kalman filtresi ile işlemci tarafından aracın tahmini konum ve yöneliminin belirlenmesi için 102. adıma gidilmesi (105), eğer aracın bir hızı var ise merkez etrafında kuvvet kolu nedeniyle dönüş sırasında oluşan söz konusu hız değeri kullanılarak Kalman filtresi ile işlemci tarafından aracın tahmini konum ve yöneliminin belirlenmesi için 102. adıma gidilmesi (106) adımlarını içermektedir.This invention is a measurement update method (100) that includes the following steps: entering the latitude, longitude and altitude information of the vehicle into a processor by the user (101), determining the orientation of the vehicle using the information received from an inertial measurement unit (at least one gyroscope and at least one accelerometer sets) in accordance with the information entered by the processor and the acceleration of gravity and the rotation of the earth (102), transmitting the values determined for the vehicle to the processor adapted to operate a Kalman filter (103), transmitting the white noise, bias, scale factor and misalignment error values/characteristics defined for the inertial measurement unit (accelerometer and gyroscope sets) to the processor adapted to operate the said Kalman filter (104), and its feature is as follows; If the speed of the vehicle is zero, the zero speed value is used and the processor uses the Kalman filter to determine the estimated position and orientation of the vehicle, and the 102nd step is (105); if the vehicle has a speed, the said speed value, which occurs during the rotation around the center due to the force arm, is used and the processor uses the Kalman filter to determine the estimated position and orientation of the vehicle, and the 102nd step is (106).

Description

TARIFNAME BIR ÖLÇÜM GÜNCELLEME YÖNTEMI Teknik Alan Bu bulus, ataletsel navigasyon sistemlerinin (ANS) kullanimi sirasinda olusabilecek hatalarin filtrelenmesini saglayan bir ölçüm güncelleme yöntemi ile Önceki Teknik Üzerinde bir ivmeölçer ve bir dönüölçer sensör sistemine sahip olan ataletsel navigasyon sistemleri (ANS) hareket altinda alinan 3 eksenli ivmeölçer ve dönüölçer verilerini isleyerek konum, yönelim ve hiz degerlerini hesaplayabilmektedir. Hesaplanan degerleri kullanarak aracin anlik konumu bir dis ölçüm kaynagi (odometre, GPS gibi) ihtiyaç duymadan belirlenebilmektedir. Ancak kullanilan sensörlerin karakteristiklerinden (sabit hata, hiza kaçikligi, oranti katsayisi) dolayi ataletsel navigasyon sistemlerinin yapmis oldugu hesaplamalarda hatalar olusmakta ve bu durum, ANS kullanan cihazlarin konum belirsizliginin artmasina neden olmaktadir. Daha ayrintili olarak, ANS içerisinde bulunan dönüölçerlerin oranti katsayi hatasi ve dönüölçer sabit hatasi gibi nedenlerle zamanla açisal hatalar gerçeklesmektedir. ANS hatali ölçülen degerleri dogru kabul ederek, bu degerleri kullanip sensörlerden gelen yeni degerler ile birlestirerek hesaplama islemine devam etmektedir. Bu nedenle de yüksek hizlarda bir kuvvet kolu etrafinda dönüldügünde (radar sistemleri gibi)açisal dogruluklar kötülesmektedir. Ataletsel navigasyon sistemlerinde bulunan IMU, yani dönüölçer ve ivmeölçerler; White noise, bias, scale factor ve misalignment gibi birçok hata parametresini içerisinde barindirmaktadir. Bu ölçüm cihazlarindan gelen veriler mekanizasyon denklemlerinde islenip integralleri alinir ve böylelikle sistemin konum, hiz ve yönelim gibi navigasyon parametrelerinin hesaplanmasi saglanir. ANS için bir ölçüm güncelleme islemi gerçeklesmez ise, çesitli kaynaklardan hatalar barindiran ve integrali alinan bu veriler, zamanla kümülatif olarak aracin gerçekte bulundugu konum ve hiz gibi degerlerden sapmalara yol açmaktadir. Baska bir deyisle, tek yönde dönüye maruz kalan ANS dönüölçerlerinde, oranti katsayisi (scale factor) ve hiza kaçikligi (misalignment) gibi hata parametrelerinin etkisiyle olusan açisal hatalar birikmektedir. Bu hatalar sistemin yönelim kestirimlerinde kabul edilebilir esigin üzerinde sapmalara yol açmaktadir. Teknigin bilinen durumunda, dönüölçer ve ivmeölçer, sabit duran bir araç üzerinde konumlandirilmis bir kuvvet kolu üzerine konumlandirilmaktadir. Söz konusu kuvvet kolunun uzunlugundan dolayi dönüölçer ve ivmeölçerin hatalari, kuvvet kolu üzerinde olmayan dönüölçerin ve ivmeölçerin hatalarindan farkli olmaktadir. Bu durum, hesaplamalarda kullanilmadigindan dolayi ataletsel navigasyon sistemlerinde olusan hatalar yanlis hesaplanmaktadir. U88019542 sayili Birlesik Devletler patent dokümaninda bir ataletsel navigasyon sisteminin stabilize edilmesi ile ilgili bir yöntemden bahsedilmektedir. Söz konusu yöntemde kullanilan sensörlerin hatalari, farkli durumlar için sisteme dahil edilmemektedir. Ancak bu dokümanda bahsedilen bulusun farkli durumlardaki hatalari eleyemediginden dolayi stabilizasyonu verimlilikle gerçeklesmemektedir. Dolayisiyla teknigin bilinen durumunda ataletsel navigasyon sistemlerinde olusan hatalari ortadan kaldirilarak, teslim edilmeden önce stabilize edilmesini saglayan bir ölçüm güncelleme yöntemine ihtiyaç duyulmaktadir. Bulusun Kisa Açiklamasi Bu bulusun amaci, ataletsel navigasyon sistemlerinin kullanimi sirasinda olusan yanlis hata parametrelerinin belirlenmesini engelleyerek stabilizasyon saglayan bir ölçüm güncelleme yöntemi gerçeklestirmektir. Bu bulusun amaci, daha ayrintili olarak; radar gibi bir kuvvet kolu etrafinda dönen platformlara yerlestirilmis ANS,lerin faaliyeti sirasinda biriken hatalari, sistemin baska bir dis ölçüm kaynagina ihtiyaç duymadan, kendi içinde belirlendigi kuvvet kolu vektörel degerlerini kullanarak düzelttigi bir ölçüm güncellemesi yöntemi gelistirmektir. Bu bulusun amacina ulasmak için gerçeklestirilen ilk istem ve bu isteme bagli istemlerde tanimlanan bir ölçüm güncelleme yöntemi içerisinde hafiza birimi bulunan bir islemci içerisine kullanici tarafindan aracin enlem, boylam, yükseklik bilgilerinin girilmektedir. Kullanici tarafindan girilen bilgiler ile aracin standart olarak sahip oldugu yer çekimi ivmesi, dünya dönüsü bilgisi dogrultusunda ataletsel ölçü biriminden aldigi bilgileri kullanarak islemcinin, aracin konum ve yöneliminin belirlenmesi adimi bulunmaktadir. Aracin konum ve yöneliminin belirlenmesinin ardindan, ataletsel ölçü biriminden gelen veriler dogrultusunda aracin yönelimini tekrar belirlemek için belirlenen degerler bir Kalman filtresini çalistirmak için uyarlanmis islemciye iletilmektedir. Ataletsel ölçü birimi için tanimlanmis White noise, bias, scale factor ve misalignment gibi hata degerleri/karakteristiklerinin söz konusu Kalman filtresini çalistirmak için uyarlanmis islemciye iletilmesi yöntem adimlarini içermektedir. Kalman filtresindeki hata degerlerine göre daha stabil bir deger belirlenmesi için farkli durumlara göre degisen hata degerlerinin girilmesi için eger aracin hizi sifir ise sifir hiz degeri kullanilarak Kalman filtresi ile islemci tarafindan aracin tahmini konum ve yöneliminin belirlenmesi islemi için baslangiç adimina gidilmesi uygulanir. Eger aracin bir hizi var ise söz konusu hiz degeri kullanilarak Kalman filtresi ile islemci tarafindan aracin tahmini konum ve yöneliminin belirlenmesi islemi için baslangiç adimina gidilmesi uygulanir. Bu sayede, ataletsel naVigasyon sistemlerinin kullanimi sirasinda olusan yanlis hata parametrelerinin belirlenmesini engelleyerek stabilize bir sekilde aracin konum ve yönelim bilgilerinin belirlenmesine olanak saglamaktadir. Bulusun Detayli Açiklamasi Bu bulusun amacina ulasmak için gerçeklestirilen ölçüm güncelleme yöntemi ekli sekillerde gösterilmis olup, bu sekillerden; Sekil 1- Bulus konusu ölçüm güncelleme yönteminin bir uygulamasinin akis diyagramidir. Bulus konusu ölçüm güncelleme yöntemine iliskin Sekil 1,de gösterilen akis diyagraminda ve bundan sonra gerçeklestirilecek olan açiklamalarda yer alan referans numaralari ve bu referans numaralarinin açiklamalari su sekildedir: Bir araç üzerine konumlandirilan, aracin konumunu ve yönelimini belirleyen ANS sistemlerinde kullanilmak için ölçüm güncelleme yöntemi bir islemci içerisine kullanici tarafindan aracin enlem, boylam, yükseklik bilgilerinin girilmesi, islemcinin girilen bilgiler ile yer çekimi ivmesi, dünya dönüsü bilgisi dogrultusunda bir ataletsel ölçü biriminden (en az bir dönüölçer ile en az bir ivmeölçer setlerinden) aldigi bilgileri kullanarak aracin yöneliminin belirlenmesi araç için belirlenen degerlerin bir Kalman filtresini çalistirmak için uyarlanmis islemciye iletilmesi, ataletsel ölçü birimi (ivme ölçer ve dönüölçer setleri) için tanimlanmis White noise, bias, scale factor ve misalignment hata degerlerinin/karakteristiklerinin söz konusu Kalman filtresini çalistirmak için uyarlanmis islemciye iletilmesi, eger aracin hizi sifir ise sifir hiz degeri kullanilarak Kalman filtresi ile islemci tarafindan aracin tahmini konum ve yöneliminin belirlenmesi için 102. adima gidilmesi, eger aracin bir hizi var ise söz konusu hiz degeri kullanilarak Kalman filtresi ile islemci tarafindan aracin tahmini konum ve yöneliminin belirlenmesi için 102. adima gidilmesi, yöntem adimlarini içerir. Bir araç üzerine konumlandirilan ve aracin konumunu ve yönelimini belirleyen ANS sistemlerinde kullanilan ölçüm güncelleme yöntemi (100) içerisinde hafiza birimi bulunan bir islemci içerisine kullanici tarafindan aracin enlem, boylam, yükseklik bilgilerinin girilmektedir (101). Kullanici tarafindangirilen bilgiler ile aracin standart olarak sahip oldugu yer çekimi ivmesi, dünya dönüsü bilgisi dogrultusunda ataletsel ölçü biriminden aldigi bilgileri kullanarak islemcinin, aracin konum ve yöneliminin belirlenmesi (102) adimi bulunmaktadir. Aracin konum ve yöneliminin belirlenmesinin ardindan, ataletsel ölçü biriminden gelen veriler dogrultusunda aracin yönelimini tekrar belirlemek için belirlenen degerler bir Kalman filtresini çalistirmak için uyarlanmis islemciye iletilmektedir (103). Ataletsel ölçü birimi için tanimlanmis White noise, bias, scale factor ve misalignment gibi hata degerleri/karakteristiklerinin söz konusu Kalman filtresini çalistirmak için uyarlanmis islemciye iletilmesi (104) yöntem adimlarini içermektedir. Kalman filtresindeki hata degerlerine göre daha stabil bir deger belirlenmesi için farkli durumlara göre degisen hata degerlerinin girilmesi için eger aracin hizi sifir ise sifir hiz degeri kullanilarak Kalman filtresi ile islemci tarafindan aracin tahmini konum ve yöneliminin belirlenmesi islemi için 102. adima gidilmesi adimi (105) uygulanir. Eger aracin bir hizi var ise söz konusu hiz degeri kullanilarak Kalman filtresi ile islemci tarafindan aracin tahmini konum ve yöneliminin belirlenmesi islemi için 102. adima gidilmesi adimi (106) uygulanir. Bulus konusu ölçüm güncelleme yönteminde (100), islemci ataletsel ölçüm biriminden (ivme ölçer ve dönüölçer setleri) aldigi açi farki ("delta angle") ve hiz farki ("delta velocity") verilerini, 102. adim içerisinde kullanarak yönelim, hiz ve konum bilgilerinin güncellenmesini saglamaktadir. Bulusun bir uygulamasinda, 103. adima ek olarak Kalman filtresine navigasyon (yönelim açisi, hiz, pozisyon) ve kuvvet kolu uzunlugu hata parametreleri eklenebilmektedir, bu sayede teknigin bilinen durumundaki sistemlere göre daha hassas bir tahmin gerçeklestirilebilmektedir. Kalman filtresi içerisine standart ANS degerleri eklendiginde aracin yöneliminin belirlenmesinde gerçekte olan deger ile belirlenen degerler birbiri ile ayni olmamasi sorunlari olusmaktadir. Örnegin, aracin hareketi sonucunda ölçüm yöntemi kullanilarak aracin konumunu belirlemek için ANS degerleri kullanilarak gerçeklestirilen pozisyon belirleme yöntemi ile GPS gibi bir dis kaynaktan alinan deger birbiri ile uyumsuz olmaktadir. Bu sorunlarin önüne geçebilmek için sistem üzerinde bulunan ANS sensör setlerinden gelen verilerin sahip oldugu karakteristik özellikler kullanilarak farkli durum senaryolarina göre belirlenmesi saglanmaktadir. Kalman filtresindeki hata degerlerine göre daha stabil bir deger belirleyerek farkli durumlara göre degisen hata degerlerinin girilmesi için eger aracin hizi sifir ise sifir hiz degeri kullanilarak Kalman filtresi ile islemci tarafindan aracin tahmini konum ve yöneliminin belirlenmesi islemi için 102. adima gidilmesi adimi (105) uygulanir. Eger aracin bir hizi var ise söz konusu hiz degeri kullanilarak Kalman filtresi ile islemci tarafindan aracin tahmini konum ve yöneliminin belirleyerek 102. adima gidilmesi adimi (106) uygulanir. Islemci ataletsel ölçü biriminden (ivme ölçer ve dönüölçer setleri) aldigi açi farki ("delta angle") ve hiz farki ("delta velocity") verilerini, 102. adim içerisinde kullanarak yönelim, hiz ve konum bilgilerinin güncellenmesi ve stabil olmasi saglamaktadir. Teknigin bilinen durumunda, dönüölçer ve ivmeölçer, araç üzerinde konumlandirilmis bir kuvvet kolu üzerine konumlandirilmaktadir. Ataletsel navigasyon sistemi algoritmalari herhangi bir hareket altinda alinan 3 eksenli ivmeölçer ve dönüölçer verilerini isleyerek konum, yönelim ve hiz degerlerini belirlemektedir. Dönen platformlarda ise sürekli tek eksen etrafinda dönülmesi dönüölçerlerin oranti katsayisi hatasi ve dönüölçer sabit hatasi gibi nedenlerle zamanla açisal hatalarin olustugu belirlenmektedir. Bu nedenle de yüksek hizlarda dönüldügünde açisal hatalarin çogaldigi gözlemlenmektedir. Dönen platformun tek eksende döndügü bilgisi özellikle navigasyon seviyesi ataletsel navigasyon sisteminde bu dönü hassas bir sekilde belirlenmesine ragmen kullanilamamaktadir. Söz konusu hatalarin belirlenmesi, aracin konumunu ve yönelimini belirleyen ANS sistemlerinde kullanilabilmesi için ölçüm güncelleme yönteminde (100) aracin hizlanmasi ve sabit kaldigi durumlarda Kalman filtresinde iki ayri hata parametresini çalistirmak için uyarlanmis islemciye iletilmektedir (104). Aracin hizi sifir oldugunda, sistem hizinin ve konumunun sifir oldugu bilgisi 102. Adimin tekrar hesaplanmasi için iletilmektedir (105); aracin hizi sifir olmadiginda ise, güncelleme zaman adimlarinda tahmin edilen kuvvet kolu vektörlerinin farki alinarak hesaplanan pozisyon farki filtreye güncelleme olarak iletilmektedir (106). Bulus konusu ölçüm güncelleme yöntemi (100), ataletsel navigasyon sistemlerinin kullanimi sirasinda olusan yanlis hata parametrelerinin belirlenmesini engelleyerek stabilize bir sekilde aracin konum ve yönelim bilgilerinin belirlenmesine olanak saglamaktadir. TR TR TR TR TR TR TR TRDESCRIPTION A MEASUREMENT UPDATE METHOD Technical Field This invention provides a measurement update method that enables filtering of errors that may occur during the use of inertial navigation systems (INS) Prior Art Inertial navigation systems (INS), which have an accelerometer and a gyroscope sensor system, can calculate position, orientation and speed values by processing 3-axis accelerometer and gyroscope data taken under motion. Using the calculated values, the instantaneous position of the vehicle can be determined without the need for an external measurement source (such as odometer, GPS). However, due to the characteristics of the sensors used (constant error, misalignment, proportionality coefficient), errors occur in the calculations made by inertial navigation systems, and this causes an increase in the position uncertainty of devices using INS. More specifically, angular errors occur over time due to factors such as the proportionality coefficient error and the constant error of the gyroscopes within the ANS. The ANS accepts erroneous measured values as accurate, uses these values, and continues the calculation process by combining them with new values from sensors. Therefore, angular accuracies deteriorate when circling around a force arm at high speeds (such as radar systems). The IMU, or gyroscopes and accelerometers, found in inertial navigation systems contain many error parameters such as white noise, bias, scale factor, and misalignment. Data from these measurement devices are processed and integrated into the mechanization equations, enabling the calculation of navigation parameters such as system position, speed, and orientation. If a measurement update process for the ANS is not performed, these data, which contain errors from various sources and are integrated, cumulatively lead to deviations from the vehicle's actual position and speed over time. In other words, ANS gyroscopes subjected to single-direction rotation accumulate angular errors due to error parameters such as the scale factor and misalignment. These errors lead to deviations in the system's orientation estimates that exceed acceptable thresholds. In the state of the art, the gyroscope and accelerometer are positioned on a force arm positioned on a stationary vehicle. Due to the length of the force arm, the errors of the gyroscope and accelerometer differ from those of gyrometers and accelerometers not on the force arm. Since this situation is not used in the calculations, errors occurring in inertial navigation systems are calculated incorrectly. The United States patent document numbered U88019542 discloses a method for stabilizing an inertial navigation system. The errors of the sensors used in the method are not included in the system for different situations. However, since the invention mentioned in this document cannot eliminate errors in different situations, stabilization is not achieved efficiently. Therefore, there is a need for a measurement update method that eliminates the errors occurring in inertial navigation systems in the state of the art and ensures stabilization before delivery. Brief Description of the Invention The purpose of this invention is to realize a measurement update method that provides stabilization by preventing the determination of incorrect error parameters that occur during the use of inertial navigation systems. The purpose of this invention, in more detail; The aim of this invention is to develop a measurement update method that corrects errors accumulated during the operation of ANS placed on platforms rotating around a force arm, such as a radar, by using internally determined force arm vector values, without the need for any external measurement source. In order to achieve the purpose of this invention, the first claim and a measurement update method defined in the claims dependent on this claim involve the user entering the vehicle's latitude, longitude, and altitude information into a processor having a memory unit. The processor uses the information entered by the user and the information it receives from the inertial measurement unit, in line with the vehicle's standard gravitational acceleration and Earth rotation information, to determine the vehicle's position and orientation. After determining the vehicle's position and orientation, the values determined to re-determine the vehicle's orientation based on data from the inertial measurement unit are transmitted to a processor adapted to operate a Kalman filter. The method involves transmitting error values/characteristics defined for the inertial measurement unit, such as white noise, bias, scale factor, and misalignment, to a processor adapted to operate the Kalman filter. To determine a more stable value based on the error values in the Kalman filter, variable error values are entered according to different situations. If the vehicle's speed is zero, the zero speed value is used, and the Kalman filter and processor proceed to the initial step to determine the vehicle's estimated position and orientation. If the vehicle has a speed, the initialization step is applied by the processor using the Kalman filter to determine the vehicle's estimated position and orientation. This prevents the determination of incorrect error parameters that occur during the use of inertial navigation systems, allowing for the determination of the vehicle's position and orientation information in a stabilized manner. Detailed Description of the Invention The measurement update method implemented to achieve the purpose of this invention is shown in the attached figures, of which: Figure 1 is the flow diagram of an application of the measurement update method, which is the subject of the invention. The reference numbers and the explanations of these reference numbers in the flow diagram shown in Figure 1 and in the explanations to be made hereinafter regarding the measurement update method which is the subject of the invention are as follows: The measurement update method for use in ANS systems which determine the position and orientation of the vehicle, which is positioned on a vehicle, is determined by entering the latitude, longitude and altitude information of the vehicle into a processor by the user, determining the orientation of the vehicle using the information received from an inertial measurement unit (at least one gyroscope and at least one accelerometer set) in line with the information entered by the processor and the gravity acceleration and earth rotation information, transmitting the values determined for the vehicle to the processor adapted to operate a Kalman filter, and determining the error values/characteristics of White noise, bias, scale factor and misalignment defined for the inertial measurement unit (accelerometer and gyroscope sets). The method includes the following steps: transmitting the Kalman filter to the adapted processor to operate it; if the vehicle's speed is zero, using the zero speed value, the processor goes to step 102 to determine the estimated position and orientation of the vehicle with the Kalman filter; if the vehicle has a speed, using the speed value in question, the processor goes to step 102 to determine the estimated position and orientation of the vehicle with the Kalman filter. The latitude, longitude and altitude information of the vehicle is entered by the user into a processor containing a memory unit within the measurement update method (100), which is used in ANS systems that are positioned on a vehicle and determine the position and orientation of the vehicle (101). The step (102) involves the processor determining the vehicle's position and orientation using the information it receives from the inertial measurement unit, based on the user's input and the vehicle's standard gravity and Earth rotation information. After determining the vehicle's position and orientation, the values determined to re-determine the vehicle's orientation based on the data from the inertial measurement unit are transmitted to a processor adapted to operate a Kalman filter (103). The method steps (104) include transmitting error values/characteristics defined for the inertial measurement unit, such as white noise, bias, scale factor, and misalignment, to the processor adapted to operate the Kalman filter. In order to determine a more stable value according to the error values in the Kalman filter, in order to enter error values that change according to different situations, if the speed of the vehicle is zero, the zero speed value is used and the step (105) is applied to determine the estimated position and orientation of the vehicle by the processor with the Kalman filter, going to step 102. If the vehicle has a speed, the said speed value is used and the step (106) is applied to determine the estimated position and orientation of the vehicle by the processor with the Kalman filter, going to step 102. In the measurement update method (100) which is the subject of the invention, the processor uses the angle difference ("delta angle") and speed difference ("delta velocity") data received from the inertial measurement unit (accelerometer and gyrometer sets) in step 102 to update the orientation, speed and location information. In one embodiment of the invention, in addition to step 103, navigation (orientation angle, speed, position) and lever arm length error parameters can be added to the Kalman filter, enabling more precise estimation compared to state-of-the-art systems. When standard ANS values are added to the Kalman filter, problems arise when determining the vehicle's orientation due to discrepancies between the actual and the determined values. For example, the positioning method performed using ANS values to determine the vehicle's position using a measurement method based on vehicle motion is incompatible with the value obtained from an external source such as GPS. To avoid these problems, the characteristics of the data from the ANS sensor sets within the system are used to determine the vehicle's position according to different scenarios. To determine a more stable value based on the error values in the Kalman filter and to enter error values that vary according to different situations, if the vehicle's speed is zero, the zero speed value is used, and the processor determines the vehicle's estimated position and orientation with the Kalman filter. Step (105) is applied to go to step 102. If the vehicle has a speed, the processor determines the vehicle's estimated position and orientation with the Kalman filter, using the speed value in question, and step (106) is applied. The processor uses the angle difference ("delta angle") and speed difference ("delta velocity") data obtained from the inertial measurement unit (accelerometer and gyroscope sets) in step 102 to update and stabilize the orientation, speed, and location information. In the state of the art, the gyroscope and accelerometer are positioned on a force arm positioned on the vehicle. Inertial navigation system algorithms process three-axis accelerometer and gyroscope data taken under any motion to determine position, orientation, and speed values. In rotating platforms, continuous rotation around a single axis has been observed to generate angular errors over time due to factors such as gyroscope proportionality error and gyroscope constant error. Therefore, it is observed that angular errors increase when turning at high speeds. The knowledge that the rotating platform rotates on a single axis, especially in navigation-level inertial navigation systems, cannot be used, even though this rotation is precisely determined. In order to determine the errors in question and to be used in ANS systems that determine the position and orientation of the vehicle, the measurement update method (100) is transmitted to the processor adapted to operate two separate error parameters in the Kalman filter (104) when the vehicle accelerates and remains stationary. When the vehicle's speed is zero, the information that the system speed and position are zero is transmitted for the recalculation of step 102 (105); when the vehicle's speed is not zero, the position difference calculated by taking the difference of the force arm vectors estimated in the update time steps is transmitted to the filter as an update (106). The measurement update method (100), which is the subject of the invention, allows the determination of the vehicle's position and orientation information in a stabilized manner by preventing the determination of incorrect error parameters that occur during the use of inertial navigation systems.

Claims

REQUESTS

1. A measurement update method (100) comprising the steps of; entering the latitude, longitude and altitude information of the vehicle into a processor by the user (101) in order to be used in ANS systems positioned on the vehicle and determining the position and orientation of the vehicle; determining the orientation of the vehicle using the information received from an inertial measurement unit (at least one gyroscope and at least one accelerometer sets) in line with the information entered by the processor and the gravity acceleration and earth rotation information (102), transmitting the values determined for the vehicle to the processor adapted to operate a Kalman filter (103), transmitting the White noise, bias, scale factor and misalignment error values/characteristics defined for the inertial measurement unit (accelerometer and gyroscope sets) to the processor adapted to operate the said Kalman filter (104), and its feature is; - If the speed of the vehicle is zero, the zero speed value is used by the Kalman filter to determine the estimated position and orientation of the vehicle by the processor.

Going to step 2 (105), - If the vehicle has a speed, using the speed value that occurs during the turn around the center due to the force arm, going to step 102 (106) to determine the estimated position and orientation of the vehicle by the processor with the Kalman filter. The request is a measurement update method (100) as in the above, and its feature is; 10

3. It includes the sub-step of adding it to the step. . It is a measurement update method (100) as in the claim, and its feature is; It provides the orientation, speed and location information to be updated by using the angle difference (“delta angle”) and speed difference (“delta velocity”) data received from the processor inertial measurement unit (accelerometer and gyroscope sets) in the 102nd step. . It is a measurement update method (100) as in any of the above claims, and its feature is; When the speed of the vehicle is zero, the information that the system speed and location are zero is transmitted for the recalculation of the 102nd step (105). . It is a measurement update method (100) as in any of the above claims, and its feature is; When the speed of the vehicle is not zero, the position difference calculated by taking the difference of the estimated force arm vectors in the update time steps is transmitted to the filter as an update (106).