Opportunistic In-Flight INS Alignment Using LEO Satellites and a Rotatory IMU Platform
Pourquoi ce travail est dans la base
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Notice bibliographique
Résumé
With the emergence of numerous low Earth orbit (LEO) satellite constellations such as Iridium-Next, Globalstar, Orbcomm, Starlink, and OneWeb, the idea of considering their downlink signals as a source of pseudorange and pseudorange rate measurements has become incredibly attractive to the community. LEO satellites could be a reliable alternative for environments or situations in which the global navigation satellite system (GNSS) is blocked or inaccessible. In this article, we present a novel in-flight alignment method for a strapdown inertial navigation system (SINS) using Doppler shift measurements obtained from single or multi-constellation LEO satellites and a rotation technique applied on the inertial measurement unit (IMU). Firstly, a regular Doppler positioning algorithm based on the extended Kalman filter (EKF) calculates states of the receiver. This system is considered as a slave block. In parallel, a master INS estimates the position, velocity, and attitude of the system. Secondly, the linearized state space model of the INS errors is formulated. The alignment model accounts for obtaining the errors of the INS by a Kalman filter. The measurements of this system are the difference in the outputs from the master and slave systems. Thirdly, as the observability rank of the system is not sufficient for estimating all the parameters, a discrete dual-axis IMU rotation sequence was simulated. By increasing the observability rank of the system, all the states were estimated. Two experiments were performed with different overhead satellites and numbers of constellations: one for a ground vehicle and another for a small flight vehicle. Finally, the results showed a significant improvement compared to stand-alone INS and the regular Doppler positioning method. The error of the ground test reached around 26 m. This error for the flight test was demonstrated in different time intervals from the starting point of the trajectory. The proposed method showed a 180% accuracy improvement compared to the Doppler positioning method for up to 4.5 min after blocking the GNSS.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle