GPS-basert estimering av rullvinkel til et roterende objekt
Master thesis
View/ Open
Date
2015-07-30Metadata
Show full item recordCollections
- Master's theses (RealTek) [1847]
Abstract
Det er i denne oppgaven laget en metode for å estimere rullvinkelen til et spinnende
prosjektil ved hjelp av signalstyrkemålinger fra GPS. Ved banekorreksjoner av
et prosjektil må prosjektilets posisjon og orientering være kjent. Orienteringsvinklene
pitch og yaw bestemmes ut fra de initielle baneberegningene og hastighetsvektoren
til prosjektilet. På grunn av systemets karakteristikk med høye g-krefter
under utskyting og en ballistisk bane, vil ikke rullvinkelen kunne bestemmes ved
tidligere metoder og teknologi. Ved å implementere estimeringen av rullvinkel i
GPS-mottakeren, vil det gi store fordeler med tanke på kostnader, plassbruk og
strømforbruk.
Metoden baserer seg på signalstyrkemålinger av GPS-signaler. Målingene av signalstyrken er sterkest når antennen peker mot satellitten og ved en roterende
antenne vil signalet arte seg som en sinuskurve. Satellittenes posisjon på himmelen
er kjent og kan dermed brukes til å slåfast prosjektilets orientering. Det er
utført forsøk som simulerer et prosjektil som spinner rundt sine egen akse med
en GPS-antenne. Forsøkene viser stor varians i rullvinkelen mellom satellittene.
Estimeringen av rullvinkelen er avhengig av faseforholdet mellom alle de mottatte
signalene og vil derfor være avhengig av et høyt nok antall satellitter for å få en
nøyaktig rullvinkel. Rullvinkelen ble estimert til å ha en nøyaktighet på 10-20 grader
med et standardavvik på 20-30grader.