FR2897424A1 - 888 Mobile station e.g. cellular telephone, direction, speed and position determining method for terrestrial positioning system, involves calculating projection of acceleration of station on plane perpendicular to gravitation - Google Patents

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    • G01C21/165Navigation; Navigational instruments not provided for in preceding groups by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments

Abstract

The method involves determining a reference direction using a routing initialization algorithm, and calculating the attitude of a mobile station e.g. cellular telephone. The projection of the acceleration of the mobile station on a plane perpendicular to the gravitation following the reference direction is calculated. The calculation of the mobile station attitude is effectuated by determining rotation matrix of inertial reference frame of the mobile station.

Description

20 1 Domaine technique de l'invention La présente invention concerne le January 20 Field of the Invention This invention relates to the

domaine des systèmes de positionnement terrestres. area terrestrial positioning systems. Plus précisément, ce système est un conservateur de cape inertiel composé uniquement de trois accéléromètres tridimensionnels, composants électroniques connus sous l'abréviation de MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). More specifically, this system is an inertial cape preservative composed solely of three-dimensional accelerometers, electronic components known by the abbreviation MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). Cette invention est destinée à être utilisée conjointement avec un récepteur GPS, ou tout système assimilé capable de donner une position absolue, pour former ainsi un système de navigation hybride. This invention is intended to be used in conjunction with a GPS receiver, or any system able assimilated to give an absolute position, thereby forming a hybrid navigation system. D'encombrement réduit, ce système de positionnement inertiel pourra être intégré dans les assistants électroniques personnels, ordinateurs de poches ou téléphones cellulaires. From small footprint, this inertial positioning system can be integrated in personal digital assistants, pocket computers or cell phones. Ces trois types de produits iu seront dénommés par la suite station mobile. These three types of iu products will be referred to herein as mobile station. 2 État de la technique Plusieurs types de systèmes de positionnement existent, on trouve: 1. Les plates formes inertielles composées d'un gyroscope mécanique ou optique et d'accéléromètres, donnant la distance parcourue par double intégration et une direction fixe au cours du temps. 2 State of the art Several types of positioning systems exist are: 1. inertial platforms consist of a mechanical gyroscope or accelerometer and optical, giving the distance by double integration and a fixed direction over time . 2. Le GPS (Global Positionning System) dont le principe de fonctionnement est basé sur l'utilisation de réseaux de satellites pour repérer l'utilisateur en longitude, latitude et altitude à la surface de la Terre avec une précision théorique d'environ 20 mètres. 2. The GPS (Global Positioning System) whose operating principle is based on the use of satellite networks to identify the user in longitude, latitude and altitude on the surface of the Earth with a theoretical accuracy of about 20 meters . 3. Système de positionnement hybride basé sur ces deux dernières inventions, et destiné à déterminer précisément (précision inférieure à 5 mètres) la trajectoire de véhicules en mouvement. 3. hybrid positioning system based on the last two inventions, and for precisely determining (accuracy of less than 5 meters) the path of moving vehicles. 4. Système de positionnement par triangulation. 4. Positioning System triangulation. Ce procédé est basé sur l'utilisation des réseaux d'émetteurs des téléphones cellulaires pour déterminer la position de l'utilisateur au sein du réseau. This method is based on the use of networks of transmitters cell phones to determine the position of the user within the network. La précision d'un tel système est de l'ordre de 100 mètres. The accuracy of such a system is approximately 100 meters.

Les procédés donnant les meilleures précisions sont les systèmes de positionnement hybrides, dont l'utilisation aujourd'hui est essentiellement militaire. The processes giving the best details are hybrid positioning systems, the use of which today is primarily military. On peut noter quelques applications civiles des- 25 tinées en majorité à être utilisées dans l'industrie automobile. some civilian applications can be noted des- 25 tinées mainly for use in the automotive industry. Néanmoins, la taille importante de ces produits ne permet pas de les utiliser pour des stations mobiles. However, the large size of these products does not use them for mobile stations. Plus précisément dans le domaine d'application de l'invention, les brevets dont les numéros de publication sont WO 2004/001337 et US 2002/0021245 expliquent le fonctionnement d'un système de positionnement inertiel pour station mobile composé d'accéléromètres, de magnétomètres et d'inclinomètres. Specifically in the scope of the invention patents with publication numbers are WO 2004/001337 and US 2002/0021245 explain the functioning of an inertial positioning system for mobile station consists of accelerometers, magnetometers and inclinometers.

La présente invention répond à l'objectif suivant : Proposer un système de positionnement inertiel en utilisant uniquement des accéléromètres. The present invention satisfies the following objective: Propose an inertial positioning system using only accelerometers. Contrairement aux inventions figurant dans les deux brevets cités cette présente invention à l'avantage de ne pas être sensible au champ magnétique de la station mobile. Unlike the inventions contained in the two patents cited this invention has the advantage of not being sensitive to the magnetic field of the mobile station. s 3 Exposé de l'invention Le but de la présente invention est d'élaborer une méthode, par le biais d'un dispositif de navigation inertiel, pouvant déterminer la vitesse instantanée, la distance parcourue, ainsi que la direction par rapport à une direction de référence d'une station mobile. s 3 DESCRIPTION OF THE INVENTION The object of the present invention is to develop a method by means of an inertial navigation device, capable of determining the instantaneous velocity, distance, and the direction with respect to a direction reference to a mobile station. La station mobile est ainsi composée d'un appareil de navigation inertiel et d'un système de navigation primaire (Figure 0). The mobile station is thus composed of an inertial navigation unit and a primary navigation system (Figure 0). io La méthode sous jacente comprend les étapes suivantes : 1. Réalisation d'un calcul d'attitude pour déterminer les coordonnées de l'accélération de la station mobile dans un référentiel fixe au cours du temps. io The underlying method comprises the following steps: 1. Production of a calculating attitude to determine the coordinates of the acceleration of the mobile station in a fixed reference system over time. 2. Algorithme permettant de déterminer une première direction, utilisée par la suite par le système de navigation inertiel. 2. Algorithm for determining a first direction, subsequently used by the inertial navigation system. is 3. Projection de l'accélération dans un référentiel fixe au cours du temps, perpendiculaire à la gravitation. 3. Projection is the acceleration in a fixed reference system over time, perpendicular to gravity. Ceci est suivi d'une double intégration pour déterminer la vitesse instantanée et la distance parcourue. This is followed by a double integration to determine the current speed and distance traveled. Dans le cas où le système de navigation primaire est disponible, on peut traiter les informations provenant des deux types de systèmes de navigation grâce à un filtre de Kalman. In the event the primary navigation system is available, it can process the information from the two types of navigation systems using a Kalman filter. 20 On obtient ainsi une meilleure précision sur la position, la vitesse et la direction de la station mobile. 20 is thus obtained a better accuracy on the position, speed and direction of the mobile station. Par la suite, seul le fonctionnement de la centrale inertielle sera considéré ainsi que le détail de son fonctionnement au sein de la station mobile. Thereafter, only the operation of the inertial unit will be considered and the details of its operation in the mobile station. 4 Description des figures La description complète de l'invention et par la suite les revendications font références aux dessins, figures et aux numéros qui les annotent, compris dans ce document. 4 Description of the figures The full description of the invention and subsequently the claims are references to the drawings, figures and numbers annotate, included in this document.

Figure 0 est une représentation schématique simplifiée du rôle de l'invention dans la station mobile. 0 Figure is a simplified schematic representation of the role of the invention in the mobile station.

Figure 1 représente la modélisation d'une carte d'un milieu urbain par un réseau de noeuds composés de 5 branches. 1 shows a modeling of an urban environment map by a network of nodes composed of 5 branches.

Figure 2A et Figure 2B représentent l'algorithme du fonctionnement de l'invention. Figure 2A and Figure 2B show the operation algorithm of the invention. Figure 3 représente l'algorithme pour réaliser le calcul d'attitude de la station mobile. Figure 3 shows the algorithm to perform the calculation of attitude of the mobile station.

Figure 4 représente l'algorithme d'acquisition de l'accélération de la station mobile dans le référentiel fixe. Figure 4 represents the acquisition of the acceleration of the mobile station in the fixed reference algorithm.

io Figure 5 est un schéma qui représente l'organisation physique des différents composants électroniques qui constituent l'invention. io 5 is a diagram showing the physical organization of the various electronic components that make up the invention.

Figure 6 est un schéma qui représente l'organisation et le rôle de l'ensemble des composants électroniques qui constituent l'invention. 6 is a diagram showing the organization and the role of all the electronic components that make up the invention.

Description détaillée de la manière d'exécuter l'invention L'invention proposée est un dispositif de navigation inertiel composé uniquement d'accéléromètres tridimensionnels pour une station mobile 888 (Figure 0.). Detailed description of the mode for carrying out the invention The proposed invention is an inertial navigation device only consists of three-dimensional accelerometers for a mobile station 888 (Figure 0). Cette invention peut ainsi déterminer la vitesse instantanée, la distance parcourue, ainsi que la direction par rapport à une direction de référence entre deux points distincts figurant dans un itinéraire. This invention can thus determine the current speed, the distance traveled and the direction with respect to a reference direction between two distinct points contained in a route. s L'itinéraire est calculé à partir de la modélisation dune carte sous forme de réseau (Figure 1.) constituée d'un ensemble de branches. s The route is calculated from the map as modeling dune network (Figure 1) consists of a set of branches. Une branche comprend les informations suivantes : 1. Coordonnées du point origine et du point extrémité. One branch includes the following information: 1. origin point coordinates and endpoint. 2. Distance entre le point origine et le point extrémité. 2. Distance between the original point and the endpoint. 3. Angles qui existent entre une branche donnée et les branches qui lui sont contiguës. 3. Angles between a given branch and branches that are adjacent to it. Io 4. Nom de la rue auquel correspond la branche. Io 4. Name of the street which is the branch. Suivant la position initiale (ou finale) de l'utilisateur de la station mobile, on peut modifier facilement le réseau en insérant de nouveaux points. Following initial position (or final) of the user of the mobile station, one can easily change the network by inserting new points. Ces données sur l'algorithme qui sert d'interface entre l'invention et l'utilisateur sont suffisantes pour comprendre par la suite le fonctionnement de l'invention, par conséquent on ne rentrera pas plus dans le détail du programme. These data on the algorithm that provides an interface between the invention and the user are sufficient to understand subsequently the operation of the invention, therefore we do not come into the more detailed program. is Le fonctionnement détaillé de l'invention est illustré avec les figures 2A et 2B. is The detailed operation of the invention is illustrated with reference to FIGS 2A and 2B. Initialement (Figure2A) la gravité terrestre est mesurée alors que la station mobile est au repos (201). Initially (Figure2A) Earth's gravity is measured when the mobile station is at rest (201). On peut considérer que cette mesure est acquise par le système à l'instant tao. We can consider that this measure is acquired by the system at time tao. À ce même instant le calcul d'attitude de la station mobile est lancé (202). At the same time the mobile station attitude calculation starts (202). Ensuite l'utilisateur doit donner les informations sur l'itinéraire qu'il souhaite suivre (203) avec par exemple les donnés sur le point de départ et le point d'arrivée. Then the user must give the information on the route he wishes to follow (203) with, for example, given the starting point and ending point. 20 Ensuite la station mobile détermine si le système de navigation primaire est disponible (204). Then the mobile station 20 determines whether the primary navigation system is available (204). Si c'est le cas une mise à jour des données du départ est réalisée (205). If this is the case an update of the departure of the data is performed (205). Dans le cas contraire, la position de départ est évaluée (206) à partir des renseignements qu'a donné l'utilisateur. Otherwise, the starting position is evaluated (206) from the information that gave the user. À cette étape, le réseau de noeuds qui modélise le milieu urbain peut être modifié en fonction des informations reçues. At this stage, the network of nodes that model the urban environment can be changed based on the information received. Le système procède alors (207) à un premier calcul d'itinéraire. The system then proceeds (207) to a first route calculation. Après, le système détermine la distance D qui sépare 25 l'utilisateur du noeud suivant le plus proche appartenant à l'itinéraire (208). After the system determines the distance D 25 between the user of the next node nearest belonging to the route (208). Le système demande alors à l'utilisateur de se déplacer normalement le long de l'axe de la rue dans laquelle il se trouve (appartenant à l'itinéraire) jusqu'au prochain noeud (209). The system then asks the user to move normally along the axis of the street in which it is located (belonging to the route) to the next node (209). L'utilisateur peut indistinctement descendre ou remonter la rue. The user can indiscriminately go up or down the street. Après une étape de confirmation auprès de l'utilisateur (210), l'algorithme pour déterminer la direction de référence est lancé (211). After a stage of confirmation from the user (210), the algorithm for determining the reference direction is started (211). Dans le même temps, la vitesse et la distance parcourue sont 30 calculées. At the same time, the speed and distance are calculated 30.

On détermine ensuite si de nouvelles données reçues par le système de navigation primaire sont disponibles et si les données du point de départ sont précises (212). It then determines if new data received by the primary navigation system are available and the data of the starting point is accurate (212). Si l'une des deux conditions n'est pas vérifiée, suite à l'acquisition de la distance parcourue (215) on compare celle-ci à la distance D. Si la distance parcourue ne vaut pas D on revient à l'étape précédente 212. s Si la distance parcourue vaut D on demande à l'utilisateur si un nouveau noeud est atteint (217). If one of two conditions is not verified, following the acquisition of the distance traveled (215) comparing the latter to the distance D. If the distance is not worth D is returned to the previous step s 212. If the distance D is asked to the user if a new node is reached (217). Si ce n'est pas le cas (Figure 2B) on procède à un nouveau calcul d'itinéraire (218). If this is not the case (Figure 2B) one proceeds to a new routing (218). Une variante de l'étape 217 est possible en demandant à l'utilisateur si la distance qui le sépare du prochain noeud est supérieure à une distance de référence. A variant of step 217 is possible by asking the user if the distance between the nearest node is greater than a reference distance. Si l'étape 212 est vérifiée, le noeud suivant vers lequel l'utilisateur se dirige est déterminé (213). If step 212 is true, the next node to which the user is moving is determined (213). Dans le cas où le noeud suivant n'appartient pas à l'itinéraire (214), on calcul de nouveau is un autre itinéraire qui l'inclut (218). In the event that the next node does not belong to the route (214) is calculated again is another route which includes (218). Les étapes 201 à 217 permettent ainsi d'initialiser le calcul d'attitude de la station mobile, de déterminer une direction de référence et d'ajuster l'itinéraire de l'utilisateur en fonction de la direction initiale qu'il aura choisie. Steps 201-217 thus enable to initialize the calculation attitude of the mobile station, determining a reference direction and adjust the route of the user based on the initial direction he has chosen. Après cet ajustement, la distance et la vitesse sont calculées pour être mises à la disposition de l'utilisateur 20 en continu. After this adjustment, the distance and speed are calculated to be made available to the user 20 continuously. Si un nouveau noeud est atteint (220) et si il ne s'agit pas du noeud final (221) l'utilisateur est averti de la prochaine direction à prendre (223). If a new node is reached (220) and if it is not the endpoint (221) the user is notified of the next direction to take (223). Après acquisition de la nouvelle direction prise, celle-ci est comparée (225) à la direction théorique connue à partir des données du réseau. After acquisition of the new direction taken, it is compared (225) to the theoretical known direction from the network data. Si la direction est exacte on revient à l'étape 219 sinon le calcul d'un nouvel itinéraire est effectué (226) avant de passer à l'étape 219. Les étapes 219 à 226 sont effectuées jusqu'à ce que l'étape 221 soit vraie. If the direction is correct it returns to step 219 if the calculation of a new route is made (226) before proceeding to step 219. Steps 219 to 226 are carried out until step 221 is true. Lors des étapes 218 25 à 226 l'utilisateur est guidé par le système de navigation inertiel sans qu'aucune intervention de sa part ne soit nécessaire. In steps 218 25-226 user is guided by the inertial navigation system without any user intervention is required. Regardons plus en détails le calcul d'attitude de la station mobile décris dans les figures 3 et 4. Les capteurs du système de navigation sont directement implantés sur le circuit imprimé principal CI (Figure 5) de la station mobile 888. Le montage comporte trois accéléromètres tridimensionnels. Look in more detail the mobile station attitude calculation described in Figures 3 and 4. The sensor of the navigation system are directly located on the main printed circuit CI (Figure 5) of the mobile station 888. The circuit comprises three dimensional accelerometers. On a un 30 accéléromètre ao qui occupe de manière fiable le centre de symétrie de la station mobile 888 en C sur le circuit imprimé Cl (Figure 5). Was a 30 ao accelerometer which reliably holds the center of symmetry of the mobile station 888, C on the printed circuit CI (Figure 5). On a disposé en plus deux autres accéléromètres ai et a2. We arranged over two accelerometers and a 2. Les accéléromètres utilisés sont aisément disponibles sur le marché pour une sensibilité proche du mg (102 ms-2). The accelerometers used are easily available in the market for a close sensitivity mg (102 ms-2). L'ensemble des signaux émis par ces capteurs 610 (Figure 6.) est conditionné par des filtres puis convertis (620) d'analogique vers le numérique. The set of signals transmitted by the sensors 610 (Figure 6) is conditioned by filters and then converted (620) from analog to digital. Les données sont ensuite traitées en continu par un 35 processeur et stockées (630) de manière temporaire. The data are then treated continuously by a processor 35 and stored (630) temporarily. Il faut souligner également que la précision sur les résultats du calcul d'attitude dépend de l'alignement des axes de l'accéléromètre ao avec les accéléromètres ai et a2. Note also that the accuracy of the calculation results of attitude depends on the alignment of the accelerometer axes ao with accelerometers and a 2.

Hypothèse de départ pour le calcul : On est comme précédemment dans le cas où le système fonctionne depuis l'instant tdo. starting assumption for calculation: It is as before if the system works from the moment tdo. On va détailler le procédé entre les l'instants tdA et td, De plus, on suppose connue la matrice de passage qui permet de determmer les coordonnées de l'accélération en ao dans R~ (x, y, z) (Figure 5) à l'instant tdo a partir du réferentiel Rc (x, y- ,z-) à l'instant td5 . Will be detailed the method between the instants TDA and td, In addition, passage of the matrix is ​​assumed known that allows determmer the coordinates of the acceleration ao in R ~ (x, y, z) (Figure 5) at time tdo from the repository Rc (x, y, z) at the time td5. On nommera par la suite cette s matrice Rk_, (A8, 01d,_,) . Be called subsequently this s matrix Rk_, (A8, 01d, _,). Soit C et Rc (x, y, z) respectivement le centre de symétrie de la station mobile et le référentiel de centre C, d'axes x, y ,z (Figure 5) liés à la station mobile entre les instants td, et td, . Let C and Rc (x, y, z) respectively the mobile station center of symmetry and the center C of reference, axis x, y, z (Figure 5) associated with the mobile station between time td, and td. Le mouvement relatif de la station mobile autour du centre de symétrie entre ces deux instants sera explicité et justifié par la suite. The relative movement of the mobile station around the center of symmetry between these two moments will be explained and justified in the future. io Soit Ro(x, p,z) un référentiel terrestre de centre O d'orientation arbitraire et en première approximation Galiléen. io Let Ro (x, p, z) a terrestrial reference center O of arbitrary orientation and Galilean first approximation. Le détail du calcul est le suivant: L'accéléromètre ao est disposé en C, avec chacun de ses axes suivant xx' yy' et zz'. The detail of the calculation is as follows: The accelerometer is disposed ao C, with each of its axes in xx 'yy' and zz '. L'accéléromètre a, est disposé sur l'axe xx' (Figure 5.), a2 sur l'axe yy'. The accelerometer is arranged on the axis xx '(Figure 5), a2 on the axis yy'. Pour des raisons de is commodités les deux accéléromètres périphériques ont la même orientation que ao. For reasons of both devices is accelerometers conveniences have the same orientation as ao. Par la suite on traitera le calcul de l'accélération en a, et on en déduira celui en a2 pour un instant t = t; Thereafter it will process the calculation of the acceleration a, and we can deduce that in a2 for a time t = t; compris entre tdk et tdA . between tdk and TDA. D'après la loi de composition des vitesses en a, on a: dOC + R~ dt +Ç2R,.,Ro A 20 25 Ro où V est la vitesse en a, dans le référentiel Ro (X, y, Z) . According to the law of composition of velocities in a, we have: DOC + R ~ dt + C2R, Ro Ro 20 25 where V is the speed in a, the repository Ro (X, Y, Z).. V, - 1 est la vitesse en a, dans le référentiel Rc (x, y, z) . V - 1 is the speed has in the repository Rc (x, y, z). Cette composante est nulle. This component is zero. R, est la vitesse du centre de symétrie de la station mobile dans le référentiel Ro(X,@,Z) Ro S2 Rc/Ro est le vecteur rotation de la station mobile par rapport au référentiel terrestre et d, est la distance entre C et a,. R, is the speed of the mobile station center of symmetry in the Ro reference system (X, @, Z) Ro S2 Rc / Ro is the rotation vector of the mobile station relative to the terrestrial reference and d, is the distance between C and ,. En dérivant l'expression précédente par rapport au temps dans Ro (X, Y, Z) on obtient: V Ra = d V~ +dùnd'x+ORc/R0 nd(d'x) d1 dt R0 dt dt Or toujours en utilisant la loi sur la composition des vitesses on a : = d(d,x) +SLR,/R0 nd,x dt Ro R, dOC dt Rp d(d,x) dt d 1 _ d -1 +dç nd x+ nR /RA(d(d'x) dt Ro dt Ro dt ` dt D'où +êRe/Ro Ad,x) Re _ d(d,x) Or dans Rc (x, y, z) dt est nul. Differentiating the above expression with respect to time in Ro (X, Y, Z) is obtained: V R = V d + ~ + dùnd'x ORc / R0 nd (of x) d1 dt dt dt R0 Or still using the law of composition of velocities we have: = d (d, x) + SLR / R0 na, x dt Ro R, Doc dt Rp d (d, x) dt d 1 _ d -1 + DC na x + nR / RA (d (of x) dt dt Ro Ro `dt dt Hence ERE + / Ro Ad, x) _ Re d (d, x) Or in Rc (x, y, z) dt is zero. Donc finalement : Rc -d Ro dt c =d-nd,x+ûRe/R0 A(QRc_/R0 Ad,x) Ro dt d dt d ù dt v RO est le vecteur accélération en ai, dans le référentiel terrestre. So finally: Rc Ro dt d c = d-n, x + Ure / R0 A (QRc_ / R0 Ad, x) Ro dt d dt d dt v ù RO is the acceleration vector am in, in the terrestrial reference frame. d ùVc est le vecteur accélération du centre de symétrie C de la station mobile Mans Préférentiel terrestre. of UVC is the acceleration vector of the center of symmetry C of the Preferred Mans terrestrial mobile station. dù dùLes vecteurs accélérations dt VRo' dt Vc Ro, qui sont des grandeurs directement mesurées avec les accéléromètres tridimensionnels respectivement ao, ai et a2, cesd Ro et également dt Va2 dù Dules acceleration vectors VRO dt dt Vc Ro, which are quantities directly measured with the three-dimensional accelerometers respectively ao, ai and a2, CESD Ro and also dt Va2

vecteurs seront notés respectivement ao,al,a2 pour alléger l'écriture. vectors will be denoted ao respectively, a 2 to ease writing. Par la suite io le vecteur rotation n Rc/Ro sera noté: /R = et_ 0.4 Avec coi; Thereafter the rotation vector io n Rc / Ro will be noted: / R = 0.4 et_ With coi; = y, x + y2 y +y3 z et E y, = I définit dans Rc (x, y, z) pour t =t;. = Y, x + y + z y2 and y3 E y = I defines Rc (x, y, z) for t = t ;. ét est la vitesse angulaire instantanée autour de COI; and the instantaneous angular velocity around IOC; , en t = t;. In t = t ;. En développant l'expression de la différence des vecteurs accélération on trouve : a, ùao = ùd,Bt 2(y2 +s ).x+d,(Y,Y2et;2 +Y3ët; +d,(YiY3et2 ùY2Bt; )z De même pour a2 ù ao on trouve: ls a2 ùa0 =d2(y,y2BI,2 +y30,i)xùd2 2 0ii +Ys). In developing the expression of the difference in acceleration vectors are: a, UAO = ud, Bt 2 (y2 + s) .x + d, (Y, Y2et; 2 + Y3ët; + d, (YiY3et2 ùY2Bt;) z The same applies to a2 ù ao found: ls Ua0 a2 d2 = (y, y2BI, 2 + Y30, i) xùd2 2 0ii + Ys). +d2(Y2y30,;2 +r1Br,)z La différence a, ù ao est contenue dans un plan perpendiculaire au vecteur û . + D2 (Y2y30,; 2 + r1Br,) z The difference, ù ao is contained in a plane perpendicular to the vector û. De plus, il est évident que le vecteur unitaire qui porte S2 est l'axe de rotation de la station mobile et existe de manière unique entre deux instants tdk et tdk pour lesquels a, ùao et a2 ùa0 sont nuls. In addition, it is obvious that the unit vector which carries S2 is the axis of rotation of the mobile station and is uniquely between two instants and tdk tdk where a, and a2 UAO UA0 are zero. 20 La preuve de cette proposition est la suivante : Supposons que la station mobile fasse l'objet de deux rotations successives d'axes distincts. 20 The proof of this proposition is as follows: Suppose that the mobile station is the subject of two successive rotations about different axes. On considère l'instant où la première rotation se termine et où la seconde commence. Consider the moment when the first rotation ends and the second begins. D'après l'expression de al ù ao celle ci est contenue dans un plan orthogonal à l'axe de la rotation. From the expression of al ù ao that is contained in a plane orthogonal to the axis of rotation.

Donc quelque soit le point j appartenant à CI, ai - ao est perpendiculaire à l'axe de rotation. So whatever j belonging to CI am - ao is perpendicular to the axis of rotation. Cette propriété doit être vraie également pour la deuxième rotation. This property must be true also for the second rotation. Or l'intersection de deux plans distincts est une droite, nécessairement pour que la propriété reste vraie ai - ao est nul à l'instant où la première rotation se termine et où la seconde commence. Now the intersection of two distinct planes is a straight line necessarily that the property remains true I - ao is zero at the moment when the first rotation ends and the second begins. s En conséquence, tant que t > tdk- et a, -ao et a2 -ao différents du vecteur nul on procédera au calcul des coordonnées de col, et de Bpour chaque instant en utilisant une seule des méthodes suivantes et ce quelque soit tt tel que td S t; s Accordingly, as t> tdk- and, ao and a2 different -ao the zero vector will be conducted to calculate the collar coordinates, and B to each time using one of the methods and whatever such tt that td S t; <_ td~ 1. Si pour t=t; <Td _ ~ 1. If t = t; (a, - ao ).x = 0 nécessairement y2 = y3 = 0 y, =1 et tr = x 2. Si pour t=t; (A, - ao) .x = 0 necessarily y2 = y3 = 0 y = 1 and x tr = 2. If, for t = t; (a2 - ao ).y = 0 nécessairement y, = y3 = 0 et col, Y io 3. Pour a, - ao ≠ 0 et a2 - ao ≠ 0 mais (a, - ao) A (a2 - ao) = 0 l'axe de rotation est dans le plan (x , y) Oh, est tel que : - (a, - ao) nza, ù a 4. Sinon dans tous les autres cas on a - (a, ùa,)A(a2 -ao) = (a, -ao)^(a2 -a,) Une fois l'axe de la rotation déterminé on peut calculer la valeur de e,, pour chaque instant t; (A2 - ao) .y = 0 necessarily y = y3 = 0 and neck, Y io 3. a, - ao ≠ 0 and a2 - ao ≠ 0 but (a, - ao) A (a2 - ao) = 0 axis of rotation is in the (x, y) Oh, is such that: - (a - ao) nza, ù a 4. Otherwise in all other cases were - (a, AU) a (a2 -ao) = (a, -ao) ^ (a2 -a,) once the axis of rotation determined one can calculate the value of e ,, for each instant t; compris entre tdk et tdk On a : (a, ù a , ).x di (Yz + Ya ) De même, pour l'accélération en a2, en projetant le résultat suivant y on a : between and tdk tdk were: (a, u,) .x di (Yz + Ya) Similarly, for the acceleration a2, by projecting the following result there was:

(a, ùao)•YB = d 2 (Y? + Y3 ) (A, UAO) • YB = d 2 (Y? + Y3)

Suivant la définition de Taxe W,, au moins une des deux expressions de Bt, est valable. According to the definition of tax W ,, at least one of the two Bt expressions is valid. Ces données vont nous permettre de déterminer les composantes de l'accélération en ao dans R (x, y, z) à l'instant t,,à partir des 15 B, 1 20 mesures pour tout instant 4 Pour remplir cette tâche, considérons l'instant t1, premier instant pour lequel on peut calculer une expression du vecteur de rotation coi, dans Rc (x, y, z) . These data will allow us to determine the components of the acceleration in August in R (x, y, z) at time t ,, from 15 tr, 1 20 measurements for every time 4 To fulfill this task, consider time t1, the first time at which one can calculate an expression of coi rotation vector in Rc (x, y, z). On considère ici le cas où au plus une des composantes de wt, , est nulle. Here we consider the case where more than one wt components, is zero. On définit pour cet instant une nouvelle base (u,, , , cor,) où les vecteurs ut, et vt, sont définis par : io La matrice de passage entre Rc (x, y, z) et (ut, , vt, , col, ) pour l'instant ti est notée P, avec : a, Ar Yi P = a2 /Q2 Y2 \a3 /33 Y3/ Les colonnes sont les coordonnées des vecteurs de la base (ut, , wt,) exprimés dans la base Rc (x, y, z) . Is defined for this moment a new base (u ,,,, horn) where the vectors ut, and vt are defined by io The transformation matrix between Rc (x, y, z) and (ut, vt, , col,) for time t is denoted by P, with: a, Ar = P Yi a2 / Q2 Y2 \ a3 / 33 Y3 / columns are the coordinates of the basis vectors (ut, wt,) expressed in based Rc (x, y, z). Dans la base (u,, , vt, , wt,) la rotation d'un angle Aet. In the base (u ,,, vt, wt,) rotation of a Aet angle. entre les instants fi et t;, autour de COI, s écrit : (cos AB,. ù sin 3, B, 0" R',coi, )= sin cos A0,, 0 0 0 1) Aer, est calculé en intégrant par la formule des trapèzes. On a : e 3, B =E'` +Bt (tk -tk_,) k=2 2 fi between the instants t and ;, around IOC s written: (cos AB ,. ù sin 3, B, 0 "R ', coi) = A0 sin cos 0 0 0 ,, 1) Aer, is calculated integrating by formula trapezoids were:. e 3, B = Bt + E'` (tk -tk_,) k = 2 2

De même, dans la base ut, , v, , cor,) la rotation d'un angle ù A et entre les instants t1 et tdk , autour de oh, s'écrit : cosM,, sin A9,, ù sin 3.0,, cos A8,, 0 0 0 1/ 15 R' (ùO Br , co,, ) = avec B, A8, = 2 (t, ) Or ces matrices de rotations sont également des matrices de changement de base. Similarly, in the C base, v,, horn,) rotating by an angle u and between the instants t1 and tdk around oh, is written: COSM ,, ,, A9 sin sin ù 3.0, , cos A8 ,, 0 0 0 1/15 R '(OU Br, co ,,) = with B, A8, = 2 (t) Now these rotations matrices are also rebasing matrices. En effet les colonnes de la matrice R' (48,; , w,,) sont les coordonnées de la base (ut, )pour t = t; Indeed, columns of matrix R '(48 ,; w ,,) are the basis of coordinates (C,) to t = t; exprimés dans la base expressed in the basis

(ut, ,) pour t = t1. (C,,) to t = t1. De même, les colonnes de la matrice R'(-O8, ,wt ) sont les coordonnées de la base (ut,,k_ , v, k_ , w,Jk i ) pour t = tdt exprimés dans la base (ut, , vt, , wt, ) pour t = t,. Similarly, the columns of matrix R '(- O8, wt) are the basis of coordinates (C ,, k_, v, k_, w, Jk i) for t = tdt expressed in the base (ut, vt, wt,) to t = t ,.

s D'où PR' (A8, , ).P-' est la matrice de passage de Rc,(x, y, z) pour t = t, vers Rc (x, y, z) pour t = t;, et PR' (-48, ,ah, ).P-' est la matrice de passage de Rc (x, y, z) pour t = t, vers t = tdk . s Where PR (A8,,) .P- is Rc passage matrix (x, y, z) for t = t, to Rc (x, y, z) for t = t ;, and PR '(-48, ah,) .P- is the transition matrix Rc (x, y, z) for t = t, to t = tdk. De tout ce qui précède les composantes de l'accélération en ao vérifient : ao. From all the above components of the acceleration ao check: ao. ao. ao. ~a0 /Re1,,l _ (PR' (-A8,; , ).P-')-' a, ao= \ a : / Rem io d'où a (a , ~ A0 / Re1,, l _ (PR '(-A8 ,;,) .P -') - has, ao = \ a: / Rem io where a (a,

ao = P.R'(L8,,,wt,).R'(L,B, ,w,, ).P-' ao. ao = P.R (L8 ,,, wt,). R '(L, B, w ,,) .P- Ao. De plus, connaissant par hypothèse de départ Rk_, ) , on a: (a ao = Rk_, (z 9, wtdk_, )PR' (08, ).P-' ao,. \ao= /Rcädo \ao: /R pa, =P.R'(È8t;,wa)•P-' ao ao: /Reu;, (*) aor sont les composantes de l'accélération mesurées en dans Rc(x,y,z)•à l'instant ti Où 15 et ao, ao,. \ao Rrueo lsont les composantes de l'accélération calculées dans Rc(x, y,z)à l,instant tdo. In addition, by knowing initial hypothesis Rk_,) we have: (a = ao Rk_, (z 9 wtdk_,) PR (08) .P- Ao ,. \ = ao / Rcädo \ ao: / R pa = P.R (E8T; wa) • P 'ao ao: / Reu ;, (*) aor are the components of the acceleration measured in Rc (x, y, z) • to yet Ti or 15 and ao, ao ,. \ ao Rrueo lsont the components of the acceleration calculated in Rc (x, y, z) l, yet tdo.

Dans le cas où ah, à deux de ses composantes nulles, le calcul matriciel est plus simple. If ah, two of its zero components, matrix calculation is simpler. Le changement de base s'écrit : The basic change is:

\ / s' ao a0s \ / S Ao a0s

o = Rk_, (~ B, wl~k I ).R' (A91i ).R' (OB,; ). o = Rk_, (B ~, wl ~ k I) .R (A91i) .R (OB ,;). ao ao

a ' cl,~ > ao avec MI, égal à x , y ou z . a 'cl ~> ao with MI, equal to x, y or z.

Il nous reste à ce stade à déterminer le signe de la variation de angle AB pour une rotation de la station mobile entre tdk et tdk . It remains at this stage to determine the sign of the angle variation AB for a rotation of the mobile station and between tdk tdk. Deux cas se présentent : 1. Les composantes de 011 sont toutes non nulles on peut considérer l'expression (*) appliquée aux coordonnées de 01, 'Pour déterminer le signe de la rotation, les coordonnées de calculées grâce au changement de base devront être identiques à celles déduites des mesures pour t = tl. Two cases: 1. The components 011 are non zero one can consider the expression (*) applied to 01 coordinates, 'To determine the sign of the rotation coordinates calculated using the base change will be identical to those deduced from the measurements for t = t.

2. Au moins une des composantes de W1' est nulle, l'axe de la rotation est inclut dans un des plans (x, y), (x,z) ou (y,;) de la base Rc (x, y, z) . 2. At least one of the components W1 'is zero, the axis of rotation is included in one of the planes (x, y), (x, z) or (y ,;) of the base Rc (x, y , z). On peut supposer que â(t) est une fonction de classe Cl pour t E [ tdk , tdk ]. Presumably â (t) is a function for class Cl t E [tdk, tdk]. On a B(t = td, ) = 8(t = tdk ) = 0 nécessairement d'après le théorème des accroissements finis il existe tM E [ tdk , tdk ] tel que B(t = tM) = 0 . It was B (t = td) = 8 (t = tdk) = 0 necessarily according to the theorem there tM E [tdk, tdk] such that B (t = tM) = 0. 15 Donc au voisinage de tM, B change de signe. 15 So in the vicinity of t M, B changes sign. Le signe de la variation de l'angle de la rotation The sign of the variation of the angle of rotation

se déduit du calcul de w.((ai ù ao),=,; A (agi ù ao)1=,;,) avec j E {1,2} et tI tM < tj. is deduced from the calculation of w ((ai ao ù) = ,; A (ù acted ao) = 1,;,). j E {1,2} and tI tM <tj. . . Prenons le cas où y, = 0 pour illustrer cette propriété. Take the case where y = 0 to illustrate this property. On a alors les composantes restantes de COI invariables dans le temps : We then have the remaining components of IOC time invariant:

Quelque soit t E [ tdk I , tdk ] coi = co = yz y + y3 z 20 Si on reprend l'expression de a, ù ao on trouve : w.((a, ùao)1=1; A(ai ùa )1=1;.)=d12y,y,(y2 +yi)(Bl2el; ùâ 81;.) Whatever t E [I tdk, tdk] cor = co = yz z y + y3 20 When resuming the expression of a, u ao are:. W ((a, UAO) 1 = 1; A (ai Ua ) 1 = 1;.) = d12y, y, (yi + y2) (Bl2el; AU 81 ;.)

Si l'expression précédente est négative, nécessairement BI; If the previous expression is negative, necessarily BI; < 0 et BIr, > 0 donc B(t) est un minimum relatif au voisinage de t = tM. <0 bir> 0 therefore B (t) is a relative minimum in the vicinity of t = t M. Donc A9 est négatif entre t = tdk 1 et t = tdk . So A9 is negative between t = 1 and t = tdk tdk. Inversement, si l'expression Conversely, if the expression

précédente était positive la variation de l'angle de la rotation entre ces deux instants serait positive. Previous positive was the variation of the angle of rotation between these two moments would be positive. Dans le 25 cas où w, =w=y2y ona: w.((ai ù (20 ),=1; A (a, ù ao )1-1;,) = di y3 yi (el2 e,; ù 81281;, ) a Et pour ah = = y3 z on a : w.((a, ù ao ), A (a, ù ao ) = d i2Ys (â12, e, ù 6,ZB,. ) Pour chacun de ces cas particuliers de rotation, la relation entre le signe de l'expression et celui de 6 est le même que dans le cas où ah = CO = y2 y + 73 z . Les calculs pour les trois autres cas possibles, à savoir (y, ≠ 0, y2 = 0, y3 = 0) (y, ≠ 0, y2 ≠ 0, y3 = 0) (yi = 0,72 ≠ 0,n ≠ 0), pour l'écriture de Co. et du produit mixte associé ne présentent pas de difficultés particulières, par conséquent il n'en sera pas question ici. 25 in the case where w = w = Y2Y we have:. W ((ai U (20) = 1 A (A, U ao) ;, 1-1) di = y3 yi (el2 e ù 81281 ,; ;,) has And ah = y3 = z then: w ((a, U ao), a (a, U ao) = d i2Ys (A12, e, U 6, ZB ,.) for each of these. special cases of rotation, the relationship between the sign of the expression and that of 6 is the same as in the case where h = CO y2 = y + 73 z. the calculations for the other three possible cases, namely (y, ≠ 0, y2 = 0, y3 = 0) (y, ≠ 0, y2 ≠ 0, y3 = 0) (y = 0.72 ≠ 0, n ≠ 0), for writing Co. and mixed product associate do not present any particular difficulties, therefore it will not be discussed here.

L'algorithme du calcul d'attitude de la figure 3. repose sur les calculs précédents. The attitude of the calculation algorithm of Figure 3 is based on previous calculations. Une fois la mesure de la gravitation en ao faite à l'instant t = tdo (station mobile initialement au repos), on procède 10 dans le même temps à la mesure de l'accélération en al et a2 (300). Once the measurement of the gravitation in ao made at time t = tdo (mobile station initially at rest), is carried out 10 at the same time to measure the acceleration al and a2 (300). Ensuite une série de tests est effectuée sur al ù ao et a2 ù ao (301 à 303). Then a series of tests is performed on a2 and al ù ù ao ao (301 to 303). L'étape 301 sert à délimiter les rotations. Step 301 serves to delimit the rotations. Cette étape délimite à la fois la fin d'une rotation et éventuellement le début d'une nouvelle. This step defines both the end of a rotation and possibly the beginning of a new. Si pour un instant ti et ti.11 al ù ao et a2 ù ao sont nuls (327) alors la matrice de passage renvoyée sera celle entre l'instant tdo et ti_1 multipliée par la matrice identité (331). If for a time t and ti.11 al ù ù ao ao and a2 are zero (327), then the transformation matrix will be referred that between time tdo and ti_1 multiplied by the identity matrix (331). Si le test 327 est faux alors il s'agit du dernier pas d'une rotation donnée. If the test 327 is false then this is the last step of a given rotation. Connaissant dans ce cas le signe de la rotation, il ne reste plus 15 qu'à déterminer la variation de l'angle du dernier pas de cette rotation (328) et calculer également la matrice de passage entre tdo et ti (329). Knowing in this case the sign of the rotation, there remains 15 to determine the variation of the angle of the last step of this rotation (328) and also calculate the transfer matrix between tdo and ti (329). Cette matrice est conservée d'une itération à une autre et transmise vers l'algorithme qui détermine le cap de la station mobile (330). This matrix is ​​preserved from one iteration to another, and transmitted to the algorithm which determines the heading of the mobile station (330). Dans le cas où au moins un des deux aj ù ao est non nul suite à l'étape 300, on détermine alors l'axe de rotation instantané (302 et 303) conformément aux calculs menés précédemment. In the case where at least one of the two aj ù ao is nonzero following step 300, then determines the instantaneous axis of rotation (302 and 303) in accordance with the previously performed calculations. Dans le cas où ces deux étapes ne sont 20 pas vérifiées, alors l'axe de rotation peut être suivant z , dans les plan y, z (x,z) (304) ou bien être une combinaison linéaire non nulle des vecteurs la base (x,y,z). In the case where these two steps 20 are not verified, then the rotation axis may be along z in the y, z plane (x, z) (304) or be a non-zero linear combination of the basis vectors (X Y Z). L étape suivante 305 consiste à calculer la valeur absolue de 9 . The next step 305 is to calculate the absolute value of 9.

Ensuite il s'agit de déterminer le signe de la rotation. Then it comes to determining the sign of the rotation. La méthode employée dépend uniquement du nombre de composantes non nulles de l'axe de rotation, à savoir deux (voire une) ou trois. The method used depends on the number of non-zero components of the axis of rotation, namely two (or one) or three. Les coordonnées sur l'axe de rotation et les valeurs de 0(t) sont stockées tant qu'un maximum relatif n'est pas été atteint (314 et 316). The coordinates on the axis of rotation and the values ​​of 0 (t) is stored as a relative maximum is not reached (314 and 316). Une fois un maximum relatif connu, on peut procédé à la détermination du signe de la rotation en calculant le produit mixte de deux mesures des accélérations ai ù ao , pour des instants différents et au voisinage du maximum relatif, avec l'axe de la rotation (319). Once a relative maximum known, it can process for determining the sign of rotation by calculating the joint product of two measures accelerations have ù August, for different times and in the vicinity of the relative maximum, with the axis of rotation (319). Les étapes 320 à 324 permettent de restituer par le calcul les matrices de passage de Rc (x, y, z) à l'instant t, vers Rc (x, y, z) à l'instant tdo. Steps 320 to 324 make it possible to restore by calculating the transition matrices Rc (x, y, z) at the instant t, to Rc (x, y, z) at the time tdo. Le test 302 permet de déterminer si l'axe est suivant le vecteur x ou y (311) et de calculer la valeur de 0 associée (312). The test 302 determines whether the axis is given the vector x or y (311) and calculate the associated value of 0 (312). Si le test 303 est vérifié alors on détermine l'axe de rotation, inclut dans le plan ), de la même manière que celle illustrée précédemment. If the test 303 is checked then it is determined the rotation axis, included in the map), in the same manner as that illustrated previously. Par la suite le résultat io des étapes 326 ou 305 sont utilisés dans les mêmes séries d'étapes (306 à 310 ou bien 313 à 324) que celles (x, y décrites plus haut pour calculer la matrice de passage du référentiel Rc (x, y, z) à l'instant t, vers tda Dans tous les cas, une fois les étapes 309, 329 terminées ou une fois que l'étape 324 est vérifiée, le pas de temps est incrémenté de un. Ce calcul d'attitude nous permet de déterminer la composante horizontale de l'accélération en a0 diminuée de la gravitée. En effet on rappel que le vecteur a0 s'écrit : 15 ao = g + ac Où g est la gravité terrestre ac est l'accélération dû au mouvement du centre de symétrie de la station mobile dans le référentiel terrestre. Le vecteur a0 est calculé pour t = te et g est mesuré pour t = td,quand le système est au repos. Ainsi, 20 après les étapes 401, 402 et 403 (Figure 4) possibles grâce au calcul d'attitude de la station mobile, si t = tdo on définit un repère cont Subsequently the result io steps 326 or 305 are used in the same series of steps (306 to 310 or 313 to 324) as (x, y described above for calculating the transition matrix Rc repository (x , y, z) at the instant t, to tda in any case, once steps 309, 329 completed or after step 324 is satisfied, the time step is incremented by one. This calculation of attitude allows us to determine the horizontal component of the acceleration in a 0 minus the gravitee Indeed we recall that the vector a 0 is written. 15 ao = g + g Where is ac ac terrestrial gravity is the acceleration due to movement of the mobile station center of symmetry in the terrestrial reference frame. the vector a0 is calculated for t = te and g is measured at t = td, when the system is at rest. Thus, 20 after steps 401, 402 and 403 (Figure 4) made possible by the calculation of attitude of the mobile station, if t = tdo defining a reference cont enu dans un plan orthogonal à la gravité mesurée en td0 Cette base (v, w) doit vérifier en t = t4: vg=0 où g est la gravité mesurée pour t = tao enu in a plane orthogonal to the gravity measured TD0 This base (v, w) must verify at t = t4: vg = 0 where g is gravity measured at t = tao

Cette base est donc définie lorsque t = tao. This basis is defined as t = tao. Ensuite en projetant sur cette base (405) le résultat de l'étape 403 on obtient le cap que suit la station mobile dans le référentiel v, w) pour t = tdo. Then projecting on said base (405) the result of step 403 the cap is obtained that follows the mobile station in the repository v, w) for t = tdo. Enfin on peut effectuer une double intégration (407) de la valeur de la projection de l'accélération pour connaître la vitesse instantanée et la distance parcourue par l'utilisateur. Finally, one can perform a double integration (407) of the value of the projection of the acceleration to know the instantaneous speed and the distance traveled by the user. D'une manière générale, on incrémente ensuite le pas de temps (408) pour déterminer le cap, la vitesse et la distance parcourue pour t = ti. Generally, it then increments the time step (408) for determining heading, speed and distance for t = ti. La présente invention permet donc d'améliorer la localisation de la station mobile incluant initialement un système de positionnement primaire. The present invention therefore improves the location of the mobile station initially including a primary positioning system. L'ajout d'un système de navigation inertiel uniquement basé sur des accéléromètres, permet d'une part de donner la position de l'utilisateur lorsque le système de navigation primaire est indisponible et d'autre part, cette invention peut être facilement intégrée dans toute station io mobile qui génère un champ magnétique. The addition of an inertial navigation system based on only accelerometers, allows on one hand to give the position of the user when the primary navigation system is unavailable the other hand, this invention can be easily integrated into io any mobile station which generates a magnetic field. Ceci permet par exemple le fonctionnement simultané de l'invention et l'utilisation du réseau d'un téléphone cellulaire. This allows eg the simultaneous operation of the invention and use of a cell phone network. ( (

Claims (9)

    Revendications claims
  1. 1. Procédé de détermination de position au moyen d'un système de navigation inertiel pour station mobile, caractérisé en ce qu'il consiste : - A déterminer une direction de référence au moyen d'un algorithme d'initialisation d'itinéraire. 1. A method for determining position by means of an inertial navigation system for a mobile station, characterized in that it comprises: - determining a reference direction by means of a routing algorithm initialization. s - A calculer l'attitude de la station mobile. s - When calculating the attitude of the mobile station. - A calculer la projection de l'accélération de la station mobile sur un plan perpendiculaire à la gravitation suivant une direction de référence. - calculating the projection of the acceleration of the mobile station on a plane perpendicular to the gravitation along a reference direction.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le calcul d'attitude est effectué à partir de la détermination de la matrice de rotation du référentiel inertiel de la station mobile. 2. The method of claim 1 characterized in that the calculation of attitude is performed from the determination of the rotation matrix of the inertial frame of the mobile station. io io
  3. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que la détermination de la matrice est obtenue grâce au calcul de l'axe de rotation exprimé dans le référentiel de la station mobile et de la variation de l'angle associé entre deux instants consécutifs où la vitesse angulaire est nulle. 3. A method according to claim 2 characterized in that the determination of the matrix is ​​obtained by calculating the axis of rotation expressed in the repository of the mobile station and the variation of the associated angle between two consecutive instants at which the angular velocity is zero.
  4. 4. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que la variation de l'angle de la rotation et les coordonnées de l'axe de la rotation sont déterminées grâce aux calculs des expressions 15 d'accélérations par rapport au référentiel terrestre exprimées dans le référentiel inertiel. 4. A method according to claim 3 characterized in that the variation of the angle of rotation and the coordinates of the axis of rotation are determined through calculation of expressions 15 accelerations relative to the terrestrial reference frame expressed in the repository inertial.
  5. 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que les valeurs numériques des accélérations sont obtenues grâce aux données fournies par trois accéléromètres tridimensionnels. 5. A method according to claim 4 characterized in that the digital acceleration values ​​are obtained using data provided by three-dimensional accelerometers.
  6. 6. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la projection de l'accélération de la station mobile est effectué par un calcul d'attitude de la station mobile et sur la définition d'un référentiel 20 perpendiculaire à la gravitée. 6. The method of claim 1 characterized in that the projection of the acceleration of the mobile station is performed by a mobile station attitude calculation and the definition of a reference 20 perpendicular to the gravitee.
  7. 7. Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que le référentiel est défini au début de l'utilisation de la centrale inertielle lors de la mesure de la gravitation effectuée par les accéléromètres. 7. A method according to claim 6 characterized in that the reference is defined at the beginning of the use of the inertial unit in the measurement of gravity effected by the accelerometers.
  8. 8. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'algorithme d'initialisation est basé sur 25 l'évaluation des données de départ et sur un algorithme qui permet l'acquisition d'une direction de référence. 8. A method according to claim 1 characterized in that the initialization algorithm is based on 25 the evaluation of data from and on an algorithm that enables the acquisition of a reference direction.
  9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 8 caractérisé en ce que l'acquisition de la direction de référence est basée sur la prise en compte d'informations données par l'utilisateur àla station mobile. 9. A method according to any one of claims 1 or 8 characterized in that the acquisition of the reference direction is based on taking into account information provided by the user Ala mobile station.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4758959A (en) * 1984-08-14 1988-07-19 U.S. Philips Corporation Vehicle navigation system provided with an adaptive inertial navigation system based on the measurement of the speed and lateral acceleration of the vehicle and provided with a correction unit for correcting the measured values
EP0556487B1 (en) * 1992-02-11 1995-09-06 FOKKER SPACE &amp; SYSTEMS B.V. Assembly of accelerometers for use in a system for measuring the three dimensional movements of a rigid body
WO1996006328A1 (en) * 1994-08-25 1996-02-29 Paul Christopher Declan Elford Three-dimensional measurement unit and position indicator
US6167347A (en) * 1998-11-04 2000-12-26 Lin; Ching-Fang Vehicle positioning method and system thereof
US20020022924A1 (en) * 2000-03-07 2002-02-21 Begin John David Propagation of position with multiaxis accelerometer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4758959A (en) * 1984-08-14 1988-07-19 U.S. Philips Corporation Vehicle navigation system provided with an adaptive inertial navigation system based on the measurement of the speed and lateral acceleration of the vehicle and provided with a correction unit for correcting the measured values
EP0556487B1 (en) * 1992-02-11 1995-09-06 FOKKER SPACE &amp; SYSTEMS B.V. Assembly of accelerometers for use in a system for measuring the three dimensional movements of a rigid body
WO1996006328A1 (en) * 1994-08-25 1996-02-29 Paul Christopher Declan Elford Three-dimensional measurement unit and position indicator
US6167347A (en) * 1998-11-04 2000-12-26 Lin; Ching-Fang Vehicle positioning method and system thereof
US20020022924A1 (en) * 2000-03-07 2002-02-21 Begin John David Propagation of position with multiaxis accelerometer

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PARK S ET AL: "A scheme for improving the performance of a gyroscope-free inertial measurement unit" SENSORS AND ACTUATORS A, ELSEVIER SEQUOIA S.A., LAUSANNE, CH, vol. 121, no. 2, 30 juin 2005 (2005-06-30), pages 410-420, XP004913707 ISSN: 0924-4247 *
YING KUN PENG ET AL: "A vector-based gyro-free inertial navigation system by integrating existing accelerometer network in a passenger vehicle" POSITION LOCATION AND NAVIGATION SYMPOSIUM, 2004. PLANS 2004 MONTEREY, CA, USA 26-29 APRIL 2004, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, US, 26 avril 2004 (2004-04-26), pages 234-242, XP010768755 ISBN: 0-7803-8416-4 *

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