KR101211703B1 - Calibration method of the magnetometer error using a line of sight vector and the integrated navigation system using the same - Google Patents

Calibration method of the magnetometer error using a line of sight vector and the integrated navigation system using the same Download PDF

Info

Publication number
KR101211703B1
KR101211703B1 KR1020100101077A KR20100101077A KR101211703B1 KR 101211703 B1 KR101211703 B1 KR 101211703B1 KR 1020100101077 A KR1020100101077 A KR 1020100101077A KR 20100101077 A KR20100101077 A KR 20100101077A KR 101211703 B1 KR101211703 B1 KR 101211703B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic field
error
azimuth
vector
gaze vector
Prior art date
Application number
KR1020100101077A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120039391A (en
Inventor
최기영
이혜탄
장세아
유창경
Original Assignee
인하대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인하대학교 산학협력단 filed Critical 인하대학교 산학협력단
Priority to KR1020100101077A priority Critical patent/KR101211703B1/en
Publication of KR20120039391A publication Critical patent/KR20120039391A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101211703B1 publication Critical patent/KR101211703B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C17/00Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
    • G01C17/38Testing, calibrating, or compensating of compasses
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C17/00Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
    • G01C17/02Magnetic compasses
    • G01C17/28Electromagnetic compasses
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/02Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by astronomical means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C25/00Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

본 발명은 시선벡터를 이용한 자장계 보정방법 및 이를 이용한 통합 항법 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알고 있는 시선벡터 값과, 시선벡터의 측정치를 이용하여 방위각을 추정하고, 추정된 방위각을 이용하여 자장계를 보정할 수 있도록 함과 동시에 이러한 자장계의 보정방법을 통합 항법 시스템에 사용하여 정밀한 항법을 필요로 하는 선박, 항공 등의 시스템에 적용시킬 수 있도록 하는 시선벡터를 이용한 자장계 보정방법 및 이를 이용한 통합 항법 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 항법 시스템에서의 자장계 오차 보정방법에 있어서, 자기 센서 자체에서 발생되는 오차를 보정하기 위한 센서 오차 보정단계와, 시선벡터를 이용하여 동체의 방위각을 추정하는 방위각 추정단계와, 상기 방위각 추정단계에서 추정된 방위각을 이용하여 자기장을 측정하는 자기장 측정단계 및 상기 방위각 추정단계 및 자기장 측정단계에서 얻어지는 데이터들을 이용하여 확장 칼만필터를 통해 자장계의 오차를 보정하는 자장계 오차 보정단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to a magnetic field correction method using a gaze vector and an integrated navigation system using the same. More specifically, an azimuth angle is estimated by using a known gaze vector value and measured values of a gaze vector, Magnetic field correction method using gaze vector to correct the magnetic field system and to apply the magnetic field correction method to the integrated navigation system to be applied to systems such as ships and aviation that require precise navigation. It relates to an integrated navigation system using the same.
The present invention relates to a magnetic field error correction method in a navigation system, comprising: a sensor error correction step for correcting an error generated in a magnetic sensor itself, an azimuth angle estimating step for estimating an azimuth angle of a body using a gaze vector, and the azimuth angle A magnetic field measurement step of measuring a magnetic field using the azimuth estimated in the estimating step, and a magnetic field error correction step of correcting an error of the magnetic field through an extended Kalman filter using data obtained in the azimuth estimating step and the magnetic field measuring step Characterized in that configured.

Description

시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법 및 이를 이용한 통합 항법 시스템 {Calibration method of the magnetometer error using a line of sight vector and the integrated navigation system using the same}Calibration method of the magnetometer error using a line of sight vector and the integrated navigation system using the same}

본 발명은 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법 및 이를 이용한 통합 항법 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알고 있는 시선벡터 값과, 시선벡터의 측정치를 이용하여 방위각을 추정하고, 추정된 방위각을 이용하여 자장계를 보정할 수 있도록 함과 동시에 이러한 자장계의 보정방법을 통합 항법 시스템에 사용하여 정밀한 항법을 필요로 하는 선박, 항공 등의 시스템에 적용시킬 수 있도록 하는 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법 및 이를 이용한 통합 항법 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a magnetic field error correction method using a gaze vector and an integrated navigation system using the same. More specifically, an azimuth angle is estimated using known gaze vector values and measured values of a gaze vector, and the estimated azimuth is used. Magnetic field error correction using gaze vector to correct the magnetic field system and to apply the magnetic field correction method to the integrated navigation system for ship, aviation, etc. systems that require precise navigation. The present invention relates to a method and an integrated navigation system using the same.

현대 항공산업을 포함한 다양한 분야의 연구에서 무인기의 비중이 날로 커지고 있다. 무인기는 유인기에 비해 가격대비 성능이 뛰어나고 무엇보다 임무수행시 파일럿의 목숨을 담보로 하지 않아도 되는 큰 장점 때문에 각광받고 있다. The use of drones is increasing in research in various fields, including the modern aviation industry. The drone is in the spotlight for its price / performance ratio compared to the manned aircraft and, above all, the great advantage of not having to guarantee the life of the pilot during the mission.

이러한 무인기의 운용 및 임무수행에서 가장 중요한 것이 통합항법장치인데, 이는 상기 통합항법장치의 성능이 무인기의 안정적인 비행을 보장하고, 나아가서 정확한 임무수행 능력을 뒷받침하기 때문이다.The most important thing in the operation and mission of the drone is the integrated navigation system because the performance of the integrated navigation system to ensure the stable flight of the drone, and further support the correct mission performance ability.

상기와 같은 항법장치로 대부분 가속도계와 자이로가 포함된 관성측정장치(IMU; Inertial Measurement Unit)를 기반으로 하는 관성항법시스템(INS; Inertial Navigation System)을 사용하고 있는데, 최근에는 GPS(Global Positioning System)의 활용도 필수화 될 만큼 널리 이용되고 있다.Most of the above navigation devices use an Inertial Navigation System (INS) based on an Inertial Measurement Unit (IMU) including an accelerometer and a gyro. Recently, a GPS (Global Positioning System) is used. It is also widely used to make it essential.

그러나 방위각의 측정에 있어서 IMU만으로는 측정 자체가 어렵고, GPS를 이용하는 데에는 지상 및 정지상태에서 값이 나오지 않으며, GPS 위성이 잡힐 때까지 시간이 걸리는 등 GPS가 포함된 항법장치에 다양한 제약이 존재하고 있는 실정이다.However, the IMU alone is difficult to measure in azimuth measurement, and there are various limitations in the navigation system including GPS, such as the use of GPS does not come out on the ground and stationary state, and it takes time until GPS satellites are caught. It is true.

INS는 자립형 항법 알고리듬으로 연속적인 항법 정보 계산이 가능하고 동적 특성이 좋은 장점을 가지고 있지만, 자이로와 가속도계의 편향오차로 인해 시간이 지날수록 오차가 누적되는 단점을 가지고 있다.INS is a self-contained navigation algorithm that can calculate continuous navigation information and has good dynamic characteristics, but has the disadvantage of accumulating errors over time due to the deflection error of the gyro and accelerometer.

이러한 INS의 단점을 보완하기 위한 통합 항법 알고리듬의 대표적인 예가 GPS/INS 알고리듬인데, GPS/INS 결합 알고리듬은 GPS가 가지는 속도, 위치의 정확성을 바탕으로 INS의 속도, 위치 오차의 보정 능력이 탁월하다. The GPS / INS algorithm is a representative example of the integrated navigation algorithm to compensate for the shortcomings of the INS. The GPS / INS combining algorithm is excellent in the ability to correct the speed and position error of the INS based on the speed and position accuracy of the GPS.

하지만 외부의 전파 방해 등으로 인한 GPS 신호가 단절되는 경우, 필터 알고리듬이 정상적으로 오차를 추정하지 못하게 됨에 따라 항법 해의 오차가 발생하게 된다. 또한 GPS/INS 결합은 정시 상태나 수평 비행 상태에서 자세에 관한 가관측성이 떨어지게 됨에 따라 자세 오차를 잘 보정해 주지 못하는 단점이 있다.However, when the GPS signal is disconnected due to external radio interference, the error of the navigation solution occurs as the filter algorithm does not normally estimate the error. In addition, GPS / INS coupling has a disadvantage in that posture error cannot be well compensated due to the inferior visibility of posture in the on-time state or the horizontal flight state.

또한, 종래에는 방위각의 측정방법으로 나침반을 사용하였는데, 이러한 방법은 나침반의 정밀도에 전적으로 의존되며, 아날로그 나침반의 경우 그 정밀도가 현저히 떨어지는 문제점이 있다. In addition, in the past, a compass was used as a method for measuring azimuth, and this method is dependent entirely on the accuracy of the compass, and in the case of an analog compass, the accuracy is significantly lowered.

디지털 나침반의 경우 방위각 측정의 정밀도를 어느 정도 향상시킬 수는 있으나, 주변의 쇠붙이, 철, 자석을 비롯한 자기장을 왜곡시킬 수 있는 전자제품에 민감한 영향을 받는다는 문제점이 있었다.In the case of a digital compass, the accuracy of the azimuth measurement can be improved to some extent, but there is a problem that it is sensitive to electronic products that can distort magnetic fields, such as metal, iron, and magnets.

또한, 항공기에 사용되는 항법시스템의 경우 실제 비행에 앞서 비행제어 시스템, 임무장비 등이 추가되거나 변경되면 자장에 영향을 주므로 다시 오차 보정을 해야 하는데, 종래에는 이러한 오차의 보정방법으로 180도의 방위각 차이를 두고 2번의 센서값 측정을 받아 이로부터 주변의 자기장을 왜곡시키는 물체에 의한 영향을 구할 수 있는 양방향 조정방법(bidirectional calibration)이 사용되었다.In addition, in the case of the navigation system used in the aircraft, if the flight control system, mission equipment, etc. are added or changed prior to the actual flight, the magnetic field is affected. Therefore, the error must be corrected again. A bidirectional calibration method was used to take two sensor readings and determine the effects from objects that distort the surrounding magnetic field.

하지만, 상기 양방향 조정방법은 자장계가 포함된 시스템 전체를 180도 돌려가면서 값을 측정해야 하는 어려움이 있다. 즉, 사람이 직접 시스템을 회전시켜야 하므로 시간이 오래 걸리고 정확도에 대한 오차가 발생할 수 있는 등의 문제점이 있었다.
However, the bidirectional adjustment method has a difficulty in measuring the value while rotating the whole system including the magnetic field by 180 degrees. In other words, since a person has to rotate the system directly, it takes a long time and there is a problem that an error in accuracy may occur.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 시선벡터를 이용하여 방위각을 추정할 수 있도록 함으로써 외란(外亂)에 관계없는 정확한 방위각을 추정할 수 있는 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법 및 이를 이용한 통합 항법 시스템을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the problems described above, an object of the present invention is to enable the estimation of the azimuth angle by using the eye gaze vector gaze vector capable of estimating an accurate azimuth angle independent of disturbance To provide a magnetic field error correction method using and an integrated navigation system using the same.

또한, 모든 자장계는 항법 시스템에 적용되는 것과 같이, 다른 시스템과 함께 사용되는 경우에는 반드시 추가적으로 Hard Iron Distortion 오차를 보정해주어야 하는데, 본 발명은 종래의 양방향 조정방법이 가지고 있는 번거로움을 없애고, 항공기의 동체나 선박의 선체와 같이 자장계를 포함하는 시스템이 크고 무거울 경우 180도 만큼 돌려서 측정해야 하는 어려움을 해결할 수 있는 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법 및 이를 이용한 통합 항법 시스템을 제공함에 다른 목적이 있다.In addition, all magnetic fields must be additionally compensated for the Hard Iron Distortion error when used with other systems, such as those applied to navigation systems. The present invention eliminates the hassle of conventional bidirectional adjustment methods, To provide a magnetic field error correction method using a gaze vector and an integrated navigation system using the same to solve the difficulty of measuring by rotating the system 180 degrees when the system including the magnetic field is large and heavy, such as a ship's fuselage or a ship's hull. There is this.

또한, 본 발명은 시선벡터를 이용한 확장 칼만필터를 구성하여 자장계의 오차를 정확히 추정하여 보정할 수 있도록 함과 동시에, 이러한 자장계의 보정방법을 통합 항법 시스템에 사용하여 정밀한 항법을 필요로 하는 선박, 항공 등의 시스템에 적용시킬 수 있도록 하는 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법 및 이를 이용한 통합 항법 시스템을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
In addition, the present invention configures an extended Kalman filter using a gaze vector to accurately estimate and correct an error of the magnetic field, and also requires precise navigation using the correction method of the magnetic field in an integrated navigation system. It is another object of the present invention to provide a magnetic field error correction method using gaze vectors and an integrated navigation system using the same, which can be applied to systems such as ships and aviation.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

항법 시스템에서의 자장계 오차 보정방법에 있어서, 자기 센서 자체에서 발생되는 오차를 보정하기 위한 센서 오차 보정단계와, 시선벡터를 이용하여 동체의 방위각을 추정하는 방위각 추정단계와, 상기 방위각 추정단계에서 추정된 방위각을 이용하여 자기장을 측정하는 자기장 측정단계 및 상기 방위각 추정단계 및 자기장 측정단계에서 얻어지는 데이터들을 이용하여 확장 칼만필터를 통해 자장계의 오차를 보정하는 자장계 오차 보정단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.A magnetic field error correction method in a navigation system, comprising: a sensor error correction step for correcting an error generated by a magnetic sensor itself, an azimuth angle estimating step of estimating an azimuth angle of a body using a gaze vector, and an azimuth angle estimating step A magnetic field measurement step of measuring a magnetic field using the estimated azimuth angle, and a magnetic field error correction step of correcting an error of the magnetic field through an extended Kalman filter using data obtained in the azimuth estimation step and the magnetic field measurement step. It features.

이때, 상기 방위각 추정단계는, 광학센서를 이용하여 동체에서 시선벡터를 측정하는 시선벡터 측정단계와, GPS를 이용하여 동체의 현재 위치를 측정하는 위치측정단계 및 상기 시선벡터 측정단계에서 측정된 시선벡터와, 위치측정단계에서 측정된 위치에서의 시선벡터 기준값과의 비교를 통해 동체의 방위각을 측정하는 방위각 측정단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In this case, the azimuth estimating step may include a gaze vector measuring step of measuring a gaze vector at a body using an optical sensor, a position measuring step of measuring a current position of the body using a GPS, and a gaze measured at the gaze vector measuring step And an azimuth angle measuring step of measuring the azimuth angle of the body by comparing the vector with a gaze vector reference value at the position measured in the position measuring step.

또한, 상기 방위각 측정단계에서는,

Figure 112010066851663-pat00001
식에 의해 방위각을 측정하는 것을 특징으로 한다.(이때,
Figure 112010066851663-pat00002
: 동체(좌표계)에서 측정되는 시선벡터,
Figure 112010066851663-pat00003
: 천문학 연감으로 부터 얻어지는 NED좌표계에서의 시선벡터,
Figure 112010066851663-pat00004
,
Figure 112010066851663-pat00005
: 오일러각으로 주어지는 좌표변환행렬,
Figure 112010066851663-pat00006
: 롤각,
Figure 112010066851663-pat00007
: 피치각,
Figure 112010066851663-pat00008
: 방위각)In the azimuth measurement step,
Figure 112010066851663-pat00001
It is characterized by measuring the azimuth angle by the equation.
Figure 112010066851663-pat00002
: The eye vector measured in the body (coordinate system),
Figure 112010066851663-pat00003
: The eye vector in the NED coordinate system obtained from the astronomical yearbook,
Figure 112010066851663-pat00004
,
Figure 112010066851663-pat00005
Is the coordinate transformation matrix given by Euler angle,
Figure 112010066851663-pat00006
: Roll angle,
Figure 112010066851663-pat00007
: Pitch angle,
Figure 112010066851663-pat00008
Azimuth)

상기 자기장 측정단계에서는,

Figure 112010066851663-pat00009
,
Figure 112010066851663-pat00010
식에 의해 자기장을 측정하는 것을 특징으로 한다.(이때,
Figure 112010066851663-pat00012
: 수평상태에서 동체좌표계 x축에서의 자기장 측정치,
Figure 112010066851663-pat00013
: 수평상태에서 동체좌표계 y축에서의 자기장 측정치,
Figure 112010066851663-pat00014
: 수평상태에서 동체좌표계 z축에서의 자기장 측정치,
Figure 112010066851663-pat00015
: 자기장벡터의 크기,
Figure 112010066851663-pat00016
: 해당 위도에서의 복각,
Figure 112010066851663-pat00017
: 방위각,
Figure 112010066851663-pat00018
: 자장계에서 측정된 자기장의 x축오차,
Figure 112010066851663-pat00019
: 자장계에서 측정된 자기장의 y축오차,
Figure 112010066851663-pat00020
: 자장계에서 측정된 자기장의 z축오차)In the magnetic field measuring step,
Figure 112010066851663-pat00009
,
Figure 112010066851663-pat00010
And The magnetic field is measured by an equation.
Figure 112010066851663-pat00012
Is the magnetic field measurement in the x-axis of the fuselage coordinate system in the horizontal state,
Figure 112010066851663-pat00013
= Magnetic field measurement in the y-axis of the fuselage coordinate system in the horizontal state,
Figure 112010066851663-pat00014
: Magnetic field measurement in the z-axis of the fuselage coordinate system in the horizontal state,
Figure 112010066851663-pat00015
Is the magnitude of the magnetic field vector,
Figure 112010066851663-pat00016
: Dip at that latitude,
Figure 112010066851663-pat00017
: Azimuth,
Figure 112010066851663-pat00018
: X-axis error of the magnetic field measured in the magnetic field system,
Figure 112010066851663-pat00019
: Y-axis error of the magnetic field measured in the magnetic field system,
Figure 112010066851663-pat00020
Is the z-axis error of the magnetic field measured by the magnetic field

한편, 본 발명에 따른 자장계 오차 보정방법을 이용한 통합 항법 시스템은,On the other hand, the integrated navigation system using the magnetic field error correction method according to the present invention,

관성항법시스템(INS), 가속도계, 자이로스코프, GPS 및 칼만필터를 포함하는 통합 항법 시스템에 있어서, 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 해당되는 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법을 이용하여 자장계의 오차를 보정할 수 있도록 하는 자장계 보정 필터부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In an integrated navigation system including an inertial navigation system (INS), an accelerometer, a gyroscope, a GPS, and a Kalman filter, a magnetic field error correction method using a gaze vector corresponding to any one of claims 1 to 4 is used. And a magnetic field correction filter unit configured to correct an error of the magnetic field system.

이때, 상기 자장계 보정 필터부는, 시선벡터를 이용하여 동체의 방위각을 추정하는 시선벡터 센서부와, 상기 시선벡터 센서부에서 추정된 방위각을 이용하여 자기장을 측정하는 자장계 및 상기 시선벡터 센서부에서 추정된 방위각 및 자장계에서 측정된 자기장을 이용하여 자장계의 오차를 보정하는 확장 칼만필터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
In this case, the magnetic field correction filter unit, a gaze vector sensor unit for estimating the azimuth angle of the body using a gaze vector, and a magnetic field and the gaze vector sensor unit for measuring a magnetic field using the azimuth angle estimated by the gaze vector sensor unit And an extended Kalman filter for correcting the error of the magnetic field using the magnetic field measured by the azimuth and magnetic field estimated at.

본 발명에 따르면, 시선벡터를 이용하여 방위각을 추정할 수 있도록 함으로써 저렴한 비용으로 자기장에 의한 외란에 관계없이 정밀한 방위각을 추정할 수 있는 뛰어난 효과를 갖는다.According to the present invention, it is possible to estimate the azimuth angle using the gaze vector, thereby having an excellent effect of estimating the precise azimuth angle regardless of disturbance caused by the magnetic field at low cost.

또한, 본 발명에 따르면 시선벡터를 상태변수로 사용하는 확장 칼만필터를 구성하여 단순한 방법에 의해 자장계의 오차를 보정할 수 있고, 이러한 자장계의 오차 보정방법을 통합 항법 시스템에 사용하여 정밀한 항법을 필요로 하는 선박, 항공 등의 시스템에 적용시킬 수 있는 효과를 추가로 갖는다.In addition, according to the present invention, by configuring an extended Kalman filter using the gaze vector as a state variable, it is possible to correct an error of the magnetic field system by a simple method, and precise navigation using such an error correction method in an integrated navigation system. It further has an effect that can be applied to systems such as ships, aviation, etc. that require.

또한, 본 발명에 따르면 시선벡터 센서부와, 자장계 및 확장 칼만필터를 포함하여 구성되는 자장계 보정 필터부를 기존의 항법시스템에 추가하는 것만으로, 간단하게 자장계의 오차를 보정할 수 있음과 동시에 자장계 보정시 자장계 초기보정부를 선택적으로 기존의 항법시스템에 착탈시킬 수가 있어 페이로드(payload)의 증가에도 영향을 미치지 않는 효과를 추가로 갖는다.
In addition, according to the present invention, by simply adding a gaze vector sensor unit and a magnetic field correction filter unit including a magnetic field and an extended Kalman filter to an existing navigation system, the error of the magnetic field can be easily corrected. At the same time, when the magnetic field correction is performed, the initial magnetic field correction system can be selectively detached from the existing navigation system, which further has an effect that does not affect the increase of payload.

도 1은 시선벡터의 일례로 NED좌표계에서의 태양시선벡터를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법을 나타낸 흐름도.
도 3은 종래의 항법시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 통합항법시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법에 의해 추정한 자장계의 오차를 나타낸 그래프.
도 6은 자장계의 오차 보정 없이 비행을 하는 경우의 방위각 오차를 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명에 따른 자장계 오차 보정을 수행한 후 비행을 하는 경우의 방위각 오차를 나타낸 그래프.
1 is a view showing a sun gaze vector in the NED coordinate system as an example of a gaze vector.
2 is a flowchart illustrating a method of correcting a magnetic field error using a gaze vector according to the present invention.
3 is a schematic representation of a conventional navigation system.
Figure 4 schematically shows an integrated navigation system according to the present invention.
5 is a graph showing the error of the magnetic field estimated by the magnetic field error correction method using a gaze vector according to the present invention.
6 is a graph illustrating azimuth errors when flying without correction of a magnetic field;
Figure 7 is a graph showing the azimuth error when flying after performing the magnetic field error correction according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법 및 이를 이용한 통합 항법 시스템의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the magnetic field error correction method using the gaze vector and the integrated navigation system using the same according to the present invention.

도 1은 시선벡터의 일례로 NED좌표계에서의 태양시선벡터를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법을 나타낸 흐름도이며, 도 3은 종래의 항법시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 통합항법시스템을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법에 의해 추정한 자장계의 오차를 나타낸 그래프이고, 도 6은 자장계의 오차 보정 없이 비행을 하는 경우의 방위각 오차를 나타낸 그래프이며, 도 7은 본 발명에 따른 자장계 오차 보정을 수행한 후 비행을 하는 경우의 방위각 오차를 나타낸 그래프이다.
1 is a view showing a solar eye vector in an NED coordinate system as an example of a gaze vector, FIG. 2 is a flowchart illustrating a magnetic field error correction method using a gaze vector according to the present invention, and FIG. 3 is a schematic of a conventional navigation system. 4 is a diagram schematically showing an integrated navigation system according to the present invention, and FIG. 5 is a graph showing an error of a magnetic field estimated by a magnetic field error correction method using a gaze vector according to the present invention. 6 is a graph showing azimuth error when flying without correction of a magnetic field, and FIG. 7 is a graph showing azimuth error when flying after performing a magnetic field error correction according to the present invention.

본 발명은 알고 있는 시선벡터 값과, 시선벡터의 측정치를 이용하여 방위각을 추정하고, 추정된 방위각을 이용하여 자장계를 보정할 수 있도록 함과 동시에 이러한 자장계의 보정방법을 통합 항법 시스템에 사용하여 정밀한 항법을 필요로 하는 선박, 항공 등의 시스템에 적용시킬 수 있도록 하는 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법 및 이를 이용한 통합 항법 시스템에 관한 것으로, 통상적으로 어떤 한 지점 또는 물체를 바라보는 벡터를 뜻하는 시선벡터(Line Of Sight vector)는 태양시선벡터(10), 달시선벡터 등이 포함되고, 본 발명에서 사용되는 시선벡터 또한 태양시선벡터(10), 달시선벡터 및 정확한 위치를 알고 있는 물체를 바라보는 시선벡터 등이 사용될 수 있으나, 이하에서는 태양시선벡터(10)를 사용하는 실시예를 기준으로 하여 설명하기로 한다.The present invention makes it possible to estimate the azimuth angle using the known gaze vector value and the measurement value of the gaze vector, and to correct the magnetic field system using the estimated azimuth angle. This method relates to a magnetic field error correction method using a gaze vector and an integrated navigation system using the same, which can be applied to a system such as a ship or an aviation which requires precise navigation. The line of sight vector includes a line of sight vector 10, a line of sight vector, etc., and the line of sight vector used in the present invention also knows the line of sight vector 10, the line of sight vector and the exact position. A gaze vector looking at an object may be used, but the following description will be made based on an embodiment using the sun gaze vector 10. The.

즉, 태양시선벡터(10)는 도 1에 나타낸 바와 같이 태양을 바라보는 시선벡터를 뜻하는 것으로, 현재의 정확한 위도, 경도, 고도를 포함하는 위차와 시각을 알면 천문학 연감(Astronomical Almanac)에 근거하여 정확하게 알 수 있으므로 보다 정밀한 방위각의 추정 및 자장계 보정이 가능하므로 주로 태양시선벡터(10)를 활용하는 것이다.That is, the sun gaze vector 10 refers to a gaze vector that looks at the sun as shown in FIG. 1, and based on the astronomical almanac, knowing the difference and time including the current exact latitude, longitude, and altitude. Since it is possible to know accurately, more accurate azimuth estimation and magnetic field correction is possible, so the sun gaze vector 10 is mainly utilized.

먼저, 본 발명에 따른 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법은 크게 센서 오차 보정단계(S10), 방위각 추정단계(S20), 자기장 측정단계(S30) 및 자장계 오차 보정단계(S40)를 포함하여 구성되는데, 상기 센서 오차 보정단계(S10)는 항공기 등에 탑재되는 자기센서 자체에서 발생되는 오차를 보정하기 위한 것이다.First, the magnetic field error correction method using the gaze vector according to the present invention includes a sensor error correction step (S10), azimuth estimation step (S20), magnetic field measurement step (S30) and magnetic field error correction step (S40) It is configured, the sensor error correction step (S10) is for correcting the error generated in the magnetic sensor itself mounted on the aircraft.

즉, 지구 자기장의 세기는 0.5 gauss 정도로 매우 작기 때문에, 자기 센서로 지구 자기장을 측정하는 경우 장착오차 및 주변 물체의 영향에 의한 오차 등을 고려한 보정작업이 필수적인데, 이때 발생할 수 있는 오차로는 비정렬 오차, Hard Iron Distortion, Soft Iron Distortion, 기울기 오차 등이 있다.That is, since the strength of the earth's magnetic field is very small, such as 0.5 gauss, when measuring the earth's magnetic field with a magnetic sensor, it is necessary to take corrective actions in consideration of mounting errors and errors caused by the influence of surrounding objects. Alignment errors, Hard Iron Distortion, Soft Iron Distortion, and slope error.

이때, 상기 비정렬 오차는 제작 또는 장착시 센서의 외부 중심선과 센서의 측정방향이 정확하게 일치하지 않는 경우를 말하고, Hard Iron Distortion은 자성체가 자기 센서 주변에 위치하였을 때 자기 센서 주변의 자기장을 왜곡함으로 인해 자기 센서의 출력값에 주기적인 형태의 오차가 발생하는 것을 말하며, Soft Iron Distortion은 방위각에 따라 주기가 달라지는 형태를 보이는 오차를 말한다.In this case, the misalignment error refers to a case in which the external center line of the sensor and the measurement direction of the sensor do not exactly match when manufactured or mounted, and the Hard Iron Distortion distorts the magnetic field around the magnetic sensor when the magnetic material is positioned around the magnetic sensor. Due to this, the error of the periodic form occurs in the output value of the magnetic sensor, and the Soft Iron Distortion refers to the error that the period varies depending on the azimuth angle.

또한, 상기 기울기 오차는 자기 센서가 피치(pitch) 또는 롤(roll) 방향으로 기울어지는 경우 발생하는 오차를 뜻하는 것으로, 이와 같은 비정렬 오차, Hard Iron Distortion, Soft Iron Distortion, 기울기 오차들을 보정하는 방법은 종래부터 사용되고 있는 것이므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.In addition, the tilt error refers to an error that occurs when the magnetic sensor is tilted in the pitch or roll direction, and corrects such misalignment errors, hard iron distortion, soft iron distortion, and tilt errors. Since the method is conventionally used, detailed description thereof will be omitted.

다음, 실제 비행에 앞서 비행제어시스템, 임무장비 등이 추가되거나 변경되면 자기장에 영향을 주므로 Hard Iron Distortion이 발생하게 되어 추가적인 자장계(120)의 보정이 필요하게 되는데, 이러한 오차를 보정하기 위해 본 발명에서는 종래의 양방향 조정방법(bidirectional calibration) 대신에 방위각 추정단계(S20)와 자기장 측정단계(S30) 및 자장계 오차 보정단계(S40)로 구성되는 오차 보정방법이 사용되는 것이다. Next, if the flight control system, mission equipment, etc. is added or changed in advance of the actual flight, it will affect the magnetic field, which causes Hard Iron Distortion to require additional correction of the magnetic field system 120. In the present invention, instead of the conventional bidirectional calibration method, an error correction method comprising an azimuth estimation step S20, a magnetic field measurement step S30, and a magnetic field error correction step S40 is used.

여기서, 상기 방위각 추정단계(S20)는 (태양)시선벡터(10)를 이용하여 항공기 등의 동체의 방위각을 추정하는 것으로, 태양시선벡터 측정단계(S22), 위치측정단계(S24) 및 방위각 측정단계(S26)를 포함하여 구성된다.Here, the azimuth angle estimating step (S20) is to estimate the azimuth angle of the fuselage such as an aircraft using the (sun) line of sight vector (10), the sun line vector measuring step (S22), the position measuring step (S24) and the azimuth angle measurement It comprises a step S26.

보다 상세히 설명하면, 상기 태양시선벡터 측정단계(S22)는 카메라 등의 광학센서(미도시)를 이용하여 항공기 등의 동체에서 태양시선벡터(10)를 측정하는 단계이고, 상기 위치측정단계(S24)는 GPS(Global Positioning System)(50)를 이용하여 동체의 현재 위치를 측정하는 단계에 관한 것이며, 상기 방위각 측정단계(S26)는 카메라 등의 광학센서를 통해 측정된 태양시선벡터와, 천문학 연감에 근거한 위치측정단계에서 측정된 동체의 위치에서의 태양시선벡터(10)의 기준값과의 비교를 통해 동체의 방위각을 측정하는 단계에 관한 것이다.In more detail, the sun gaze vector measuring step S22 is a step of measuring the sun gaze vector 10 in a fuselage such as an aircraft using an optical sensor (not shown) such as a camera, and the position measuring step (S24). ) Relates to the step of measuring the current position of the body using a GPS (Global Positioning System) (50), the azimuth measurement step (S26) is a solar eye vector measured by an optical sensor such as a camera, astronomical yearbook It relates to the step of measuring the azimuth angle of the fuselage by comparing with the reference value of the sun gaze vector (10) at the location of the fuselage measured in the position measurement step based on.

이때, 상기 방위각 측정단계(S26)에서는 방위각의 측정을 위해 다음과 같은 식을 사용하게 되는데,At this time, in the azimuth measurement step (S26), the following equation is used for the measurement of the azimuth angle,

Figure 112010066851663-pat00021
... (1)
Figure 112010066851663-pat00021
... (One)

여기서,

Figure 112010066851663-pat00022
: 동체(좌표계)에서 측정되는 태양시선벡터,
Figure 112010066851663-pat00023
: 천문학 연감으로부터 얻어지는 NED좌표계에서의 태양시선벡터(10),
Figure 112010066851663-pat00024
,
Figure 112010066851663-pat00025
: 오일러각으로 주어지는 좌표변환행렬,
Figure 112010066851663-pat00026
: 롤각,
Figure 112010066851663-pat00027
: 피치각,
Figure 112010066851663-pat00028
: 방위각을 나타내는 것이다.here,
Figure 112010066851663-pat00022
Is the solar eye vector measured in the body (coordinate system),
Figure 112010066851663-pat00023
: Sun's line of sight vector (10) in the NED coordinate system obtained from the Astronomy Yearbook,
Figure 112010066851663-pat00024
,
Figure 112010066851663-pat00025
Is the coordinate transformation matrix given by Euler angle,
Figure 112010066851663-pat00026
: Roll angle,
Figure 112010066851663-pat00027
: Pitch angle,
Figure 112010066851663-pat00028
: Indicates azimuth.

즉, 상기 (1)식에서 나타낸 바와 같이,

Figure 112012061163925-pat00029
, 즉 동체에서 광학센서에 의해 측정된 태양시선벡터는 오일러각으로 주어지는 좌표변환행렬과, GPS(50)에 의해 측정된 현재위치에서의 천문학 연감으로부터 얻어지는 태양시선벡터(10)의 곱으로 표현될 수 있는데, 광학센서와 동체의 자세를 일치시킨 상태에서 태양시선벡터 측정단계(S22) 및 동체의 위치측정단계(S24)를 수행하면, 광학센서의 자세로부터 롤각(
Figure 112012061163925-pat00030
)과 피치각(
Figure 112012061163925-pat00031
)을 알 수 있으므로 상기 (1)식의 계산을 통해 동체의 방위각(
Figure 112012061163925-pat00032
)을 측정할 수 있게 되는 것이다.That is, as shown in the above formula (1),
Figure 112012061163925-pat00029
That is, the solar eye vector measured by the optical sensor in the fuselage is expressed as the product of the coordinate transformation matrix given by the Euler angle and the solar eye vector 10 obtained from the astronomical yearbook at the current position measured by the GPS 50. The solar eye vector measurement step (S22) and the position measurement step (S24) of the fuselage in a state where the posture of the optical sensor and the fuselage are matched may be performed.
Figure 112012061163925-pat00030
) And pitch angle (
Figure 112012061163925-pat00031
), So the azimuth angle of the body
Figure 112012061163925-pat00032
) Can be measured.

다음, 상기 자기장 측정단계(S30)는 자장계(120)의 오차를 보정하기 위해 방위각 추정단계(S20)에서 추정된 방위각을 이용하여 자장계(120)를 통해 자기장의 크기 및 방향을 측정하는 단계에 관한 것으로, 상기 자기장 측정단계(S30)에서는 자장계(120)의 오차를 포함한 자장계(120)의 수평상태에서의 측정치를 나타내는 다음과 같은 식이 사용된다.Next, the magnetic field measuring step (S30) to measure the magnitude and direction of the magnetic field through the magnetic field system 120 using the azimuth angle estimated in the azimuth angle estimating step (S20) to correct the error of the magnetic field system 120 In relation to the above, in the magnetic field measuring step S30, the following equation representing a measurement value in a horizontal state of the magnetic field system 120 including an error of the magnetic field system 120 is used.

Figure 112010066851663-pat00033
...(2),
Figure 112010066851663-pat00033
...(2),

Figure 112010066851663-pat00034
...(3),
Figure 112010066851663-pat00034
... (3),

Figure 112010066851663-pat00035
...(4)
Figure 112010066851663-pat00035
...(4)

이때,

Figure 112010066851663-pat00036
과,
Figure 112010066851663-pat00037
Figure 112010066851663-pat00038
는 각각 수평상태인 경우 동체좌표계의 x축, y축 및 z축에서의 자장계 측정치를 나타내고,
Figure 112010066851663-pat00039
은 자기장벡터의 크기를 나타내며,
Figure 112010066851663-pat00040
는 해당 위도, 즉 GPS(50)에 의해 측정된 위치에서의 복각(inclination)을 나타내고,
Figure 112010066851663-pat00041
는 방위각 추정단계에서 구해진 방위각을 나타내며,
Figure 112010066851663-pat00042
Figure 112010066851663-pat00043
Figure 112010066851663-pat00044
는 각각 Hard Iron Distortion을 포함하는 x축, y축 및 z축 오차를 나타낸다.At this time,
Figure 112010066851663-pat00036
and,
Figure 112010066851663-pat00037
And
Figure 112010066851663-pat00038
Indicates the measurement of the magnetic field on the x-axis, y-axis, and z-axis of the fuselage coordinate system when each is horizontal.
Figure 112010066851663-pat00039
Represents the magnitude of the magnetic field vector,
Figure 112010066851663-pat00040
Represents the latitude, that is, the incidence at the position measured by the GPS 50,
Figure 112010066851663-pat00041
Denotes the azimuth obtained from the azimuth estimation step,
Figure 112010066851663-pat00042
Wow
Figure 112010066851663-pat00043
And
Figure 112010066851663-pat00044
Are the x-axis, y-axis, and z-axis errors, respectively, including Hard Iron Distortion.

즉, 자장계(120)에 의해 측정되는 자기장의 세기를 상기 (2),(3),(4)식과 같이 자기장의 크기와 방향을 나타내는 값과 Hard Iron Distortion을 포함하는 오차의 합으로 표현할 수 있게 되는 것이다.That is, the intensity of the magnetic field measured by the magnetic field system 120 may be expressed as a sum of an error including a hard iron distortion and a value representing the magnitude and direction of the magnetic field as shown in Equation (2), (3), and (4). Will be.

다음, 상기 자장계 오차 보정단계(S40)는, 방위각 추정단계(S20)와 자기장 측정단계(S30)에서 얻어진 데이터들을 이용하여 확장 칼만필터(Extended Kalman Filter)(130)를 통해 자장계(120)의 오차를 보정하는 단계에 관한 것으로, 이때, 상기 확장 칼만필터(130)에 포함되는 상태변수들은 다음과 같다.Next, the magnetic field error correction step (S40), the magnetic field system 120 through the Extended Kalman Filter (130) using the data obtained in the azimuth estimation step (S20) and the magnetic field measurement step (S30) The step of correcting the error of, wherein, the state variables included in the extended Kalman filter 130 are as follows.

Figure 112010066851663-pat00045
... (5)
Figure 112010066851663-pat00045
... (5)

여기서,

Figure 112010066851663-pat00046
는 확장 칼만필터(130)의 상태변수이고,
Figure 112010066851663-pat00047
Figure 112010066851663-pat00048
은 자장계(120)에서 측정한 자기장 벡터의 크기 오차 및 그 미분값이며,
Figure 112010066851663-pat00049
은 각각 롤링각, 피칭각 및 방위각으로 표현되는 동체의 자세 오차이고,
Figure 112010066851663-pat00050
는 각각 자장계(120)에서 측정한 Hard Iron Distortion을 포함하는 자기장의 x축, y축 및 z축 오차를 나타내는 것이다.here,
Figure 112010066851663-pat00046
Is the state variable of the extended Kalman filter 130,
Figure 112010066851663-pat00047
And
Figure 112010066851663-pat00048
Is the magnitude error of the magnetic field vector measured by the magnetic field system 120 and its derivative value,
Figure 112010066851663-pat00049
Is the posture error of the fuselage represented by rolling angle, pitching angle and azimuth angle, respectively,
Figure 112010066851663-pat00050
Represents the x-axis, y-axis, and z-axis errors of the magnetic field including the Hard Iron Distortion measured by the magnetic field system 120, respectively.

상기와 같은 상태변수값들을 갖는 확장 칼만필터(130)의 시스템 방정식은 다음과 같이 표현될 수 있는데,The system equation of the Extended Kalman Filter 130 having the state variable values as described above may be expressed as follows.

Figure 112010066851663-pat00051
... (6)
Figure 112010066851663-pat00051
... (6)

이때,

Figure 112010066851663-pat00052
은 2×6의 영행렬을 의미한다.At this time,
Figure 112010066851663-pat00052
Means 2 × 6 zero matrix.

이는 자기장 벡터의 크기 오차(

Figure 112010066851663-pat00053
)의 경우 위치에 따라서 변화하는 동특성이 있으므로 이를 1차 미분방정식으로 나타낼 수 있고, 나머지 자세오차(
Figure 112010066851663-pat00054
)와, 자장계(120)에서 측정된 자기장의 오차(
Figure 112010066851663-pat00055
)는 오차가 발산하지 않고 일정한 것이므로 모두 미분항이 0이 되기 때문이다.This is the magnitude error of the magnetic field vector (
Figure 112010066851663-pat00053
) Can be represented as a first-order differential equation because there is a dynamic characteristic that varies with position.
Figure 112010066851663-pat00054
) And the error of the magnetic field measured by the magnetic field system 120 (
Figure 112010066851663-pat00055
) Is because the error term is constant and not constant, so the derivative term is all zero.

이러한 확장 칼만필터(130)의 시스템 방정식은 실제 모델의 동역학적인 특성(Dynamics)를 기반으로 하여 상기 (6)식과 같이 구하였고, 상기 (5)식에 나타낸 바와 같은 상태변수를 모두 추정하므로 자장계(120)에서 측정한 Hard Iron Distortion을 포함하는 자기장의 x,y,z축 오차(

Figure 112010066851663-pat00056
)를 추정할 수 있게 된다.The system equation of the extended Kalman filter 130 was obtained as shown in Equation (6) based on the dynamics of the actual model, and all the state variables as shown in Equation (5) were estimated. X, y, z axis error of magnetic field including Hard Iron Distortion measured at (120)
Figure 112010066851663-pat00056
) Can be estimated.

한편, 상기 확장 칼만필터(130)에서 수행되는 측정식은 전술한 식(1) 및 식(2)에서 얻은 태양시선벡터(10)의 측정치(

Figure 112010066851663-pat00057
)와 자장계(120)로부터 측정된 자기장의 오차(
Figure 112010066851663-pat00058
)를 이용하여 다음과 같이 구성하였다.On the other hand, the measurement formula performed in the extended Kalman filter 130 is the measured value of the solar gaze vector (10) obtained in the above-described equations (1) and (2) (
Figure 112010066851663-pat00057
) And the error of the magnetic field measured from the magnetic field system 120 (
Figure 112010066851663-pat00058
) Was configured as follows.

Figure 112010066851663-pat00059
..(7)
Figure 112010066851663-pat00059
.. (7)

Figure 112010066851663-pat00060
,
Figure 112010066851663-pat00061
Figure 112010066851663-pat00060
,
Figure 112010066851663-pat00061

여기서,

Figure 112010066851663-pat00062
는 확장 칼만필터(130)의 측정치이고,
Figure 112010066851663-pat00063
는 상기 식(5)에 나타낸 확장 칼만필터(130)의 상태변수이며,
Figure 112010066851663-pat00064
는 노이즈를 포함한 일반적인 에러들을 포함하는 항이고,
Figure 112010066851663-pat00065
은 에러를 포함하는 좌표변환행렬을 표현한 것이며, 나머지 변수들은 전술한 식(1) 내지 식(6)에서 설명한 바와 같다.here,
Figure 112010066851663-pat00062
Is a measure of the Extended Kalman Filter 130,
Figure 112010066851663-pat00063
Is a state variable of the Extended Kalman Filter 130 shown in Equation (5),
Figure 112010066851663-pat00064
Is a term containing common errors including noise,
Figure 112010066851663-pat00065
Denotes a coordinate transformation matrix including an error, and the remaining variables are as described in Equations (1) to (6).

즉, 확장 칼만필터(130)는 방위각 추정단계(S20)와, 자기장 측정단계(S30)로부터 측정되는 데이터들을 입력받아 상기 (7)식에 의해 매 스텝마다 식(5)에 나타낸 시스템 상태변수들을 갱신하게 된다.In other words, the extended Kalman filter 130 receives the data measured from the azimuth estimation step S20 and the magnetic field measurement step S30, and calculates the system state variables shown in equation (5) at every step by the equation (7). Will be updated.

따라서, 상기 확장 칼만필터(130)는 후술할 태양시선벡터 센서부(110)의 측정치와 자장계(120)의 측정치로부터 자기장의 크기 오차(

Figure 112010066851663-pat00066
), 이의 미분값(
Figure 112010066851663-pat00067
), 동체의 자세오차(
Figure 112010066851663-pat00068
), 자기장의 x, y, z축 오차(
Figure 112010066851663-pat00069
)를 추정하게 되고, 이로부터 자장계(120)의 추가적인 Hard Iron Distortion 오차를 추정하여 보정할 수 있게 되는 것이다.
Therefore, the extended Kalman filter 130 has a magnitude error of the magnetic field from the measured value of the solar gaze vector sensor unit 110 and the measured value of the magnetic field system 120 which will be described later.
Figure 112010066851663-pat00066
), Its derivative (
Figure 112010066851663-pat00067
), Posture error of the fuselage
Figure 112010066851663-pat00068
), The x, y, and z axis errors of the magnetic field (
Figure 112010066851663-pat00069
) And from this, additional hard iron distortion errors of the magnetic field system 120 can be estimated and corrected.

한편, 본 발명에 따른 통합 항법 시스템은 관성항법시스템(INS)(20), 가속도계(30), 자이로스코프(40), GPS(50) 및 칼만필터(60)를 포함하여 구성되는 종래의 항법 시스템에 전술한 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법을 적용하여 자장계(120)의 추가적인 Hard Iron Distortion 오차를 보정할 수 있는 자장계 보정 필터부(100)를 부가한 것에 특징이 있는 것으로, 전술한 바와 같이 자장계(120)가 포함된 시스템 전체를 180도 돌려가면서 값을 측정해야 하는 종래의 양방향 조정방법을 개선하여 태양시선벡터(10)와 같은 시선벡터를 이용하여 자장계(120)의 오차를 보다 간편하고 정밀하게 보정할 수 있는 장점을 갖는 것이다.Meanwhile, the integrated navigation system according to the present invention includes a conventional navigation system including an inertial navigation system (INS) 20, an accelerometer 30, a gyroscope 40, a GPS 50, and a Kalman filter 60. It is characterized in that the magnetic field correction filter unit 100 for correcting the additional Hard Iron Distortion error of the magnetic field system 120 by applying the magnetic field error correction method using the above-described eye gaze vector, As described above, the conventional bidirectional adjustment method in which the entire system including the magnetic field system 120 is rotated by 180 degrees is improved to improve the error of the magnetic field system 120 by using a line of sight vector such as the solar line vector 10. It is to have the advantage that can be corrected more easily and precisely.

보다 상세히 설명하면, 상기 자장계 보정 필터부(100)는 시선벡터 센서부(110)와, 자장계(120) 및 확장 칼만필터(130)를 포함하여 구성되는데, 상기 시선벡터 센서부(110)는 카메라 등의 광학센서를 포함하여 구성되어, 현재 위치에서의 태양시선벡터를 측정하는 역할을 함과 동시에, GPS(50)를 통해 측정된 현재 동체의 위치로부터 천문학 연감에 근거하여 NED 좌표계에서의 태양시선벡터(

Figure 112010066851663-pat00070
)와 상기 광학센서에 의해 측정된 태양시선벡터(
Figure 112010066851663-pat00071
)의 비교를 통해 전술한 식(1)로부터 동체의 방위각(
Figure 112010066851663-pat00072
)을 추정하는 역할을 하게 된다.In more detail, the magnetic field correction filter unit 100 includes a gaze vector sensor unit 110, a magnetic field system 120 and an extended Kalman filter 130, and the gaze vector sensor unit 110. Is composed of an optical sensor such as a camera, and serves to measure the sun's line of sight vector at the current position, and at the same time the NED coordinate system is based on the astronomical almanac from the current position of the fuselage measured by the GPS 50. Solar eye vector
Figure 112010066851663-pat00070
) And the solar eye vector measured by the optical sensor
Figure 112010066851663-pat00071
By comparing the azimuth angle of the fuselage (1)
Figure 112010066851663-pat00072
) Will be estimated.

이와 같은 시선벡터를 이용한 동체의 방위각(

Figure 112010066851663-pat00073
) 추정은 확장 칼만필터(130)에서 이루어지도록 구성할 수도 있다. 즉, 시선벡터 센서부(110)에서는 현재위치에서의 시선벡터를 측정하는 역할을 하고, 상기 확장 칼만필터(130)에서 GPS(50)를 통해 측정된 현재 동체의 위치로부터 천문학 연감에 근거하여 NED 좌표계에서의 태양시선벡터(
Figure 112010066851663-pat00074
)와 상기 광학센서에 의해 측정된 태양시선벡터(
Figure 112010066851663-pat00075
)의 비교를 통해 방위각(
Figure 112010066851663-pat00076
)을 추정하게 되는 것이다.The azimuth angle of the fuselage using this line of sight vector (
Figure 112010066851663-pat00073
) May be configured to be performed by the Extended Kalman Filter 130. That is, the gaze vector sensor unit 110 serves to measure the gaze vector at the current position, and the NED based on the astronomical yearbook from the current fuselage position measured by the GPS 50 in the extended Kalman filter 130. Sun line vector in coordinate system
Figure 112010066851663-pat00074
) And the solar eye vector measured by the optical sensor
Figure 112010066851663-pat00075
) To compare the azimuth (
Figure 112010066851663-pat00076
) Is estimated.

또한, 상기 자장계(120)는 시선벡터 센서부(110)에서 추정된 방위각(

Figure 112010066851663-pat00077
)을 이용하여 Hard Iron Distortion 오차를 포함하는 자기장을 측정하는 역할을 하는 것이고, 상기 확장 칼만필터(130)는 태양시선벡터 센서부(110) 및 자장계(120)에서 얻어진 방위각(
Figure 112010066851663-pat00078
) 및 자기장을 포함하는 데이터들을 이용하여 식(6) 및 식(7)에서 나타낸 바와 같이 자기장의 크기 오차(
Figure 112010066851663-pat00079
), 이의 미분값(
Figure 112010066851663-pat00080
), 동체의 자세오차(
Figure 112010066851663-pat00081
), 자장계로부터 측정된 자기장의 x, y, z축 오차(
Figure 112010066851663-pat00082
)를 추정하고, 이로부터 자장계(120)의 추가적인 Hard Iron Distortion 오차를 추정하여 보정하는 역할을 하는 것이다.In addition, the magnetic field system 120 has an azimuth angle estimated by the line of sight vector sensor 110 (
Figure 112010066851663-pat00077
) To measure the magnetic field including the Hard Iron Distortion error, and the extended Kalman filter 130 is the azimuth angle obtained from the solar gaze vector sensor unit 110 and the magnetic field system (120).
Figure 112010066851663-pat00078
) And the magnitude error of the magnetic field as shown in equations (6) and (7) using data including
Figure 112010066851663-pat00079
), Its derivative (
Figure 112010066851663-pat00080
), Posture error of the fuselage
Figure 112010066851663-pat00081
), The x, y, and z axis errors of the magnetic field measured from the
Figure 112010066851663-pat00082
) To estimate and correct additional Hard Iron Distortion errors of the magnetic field system 120.

이때, 상기와 같이 구성된 자장계 보정 필터부(100)는 자장계(120)의 추가적인 Hard Iron Distortion 오차 보정시에만 선택적으로 기존의 항법 시스템에 부가하여 사용하고, 오차 보정이 완료된 후에는 항법 시스템으로부터 분리할 수 있어 항공기 등의 임무 수행능력에 큰 영향을 미치는 페이로드(payload)의 증가에 영향을 미치지 않도록 구성할 수 있음은 물론이다.
At this time, the magnetic field correction filter unit 100 configured as described above is used in addition to the existing navigation system selectively only in the case of additional hard iron distortion error correction of the magnetic field system 120, and after the error correction is completed from the navigation system Of course, it can be configured so as not to affect the increase of payload that greatly affects the performance of the aircraft and the like.

한편, 도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법 및 이를 이용한 통합 항법 시스템의 성능을 검증하기 위한 2차원 시뮬레이션을 한 결과를 나타낸 것으로, 시뮬레이션 조건으로 자장계(120)의

Figure 112010066851663-pat00083
정도의 Hard Iron Distortion 오차와 가속도계(30)의 편향오차 및 노이즈를 고려하였다. On the other hand, Figures 5 to 7 shows the results of the two-dimensional simulation for verifying the performance of the magnetic field error correction method using the gaze vector and the integrated navigation system using the same, the magnetic field system 120 as a simulation condition )of
Figure 112010066851663-pat00083
The degree of Hard Iron Distortion error and the deflection error and noise of the accelerometer 30 are considered.

먼저 도 5는 자장계 보정 필터부(100)에서 추정한 오차의 시뮬레이션 결과를 나타낸 것으로, 가속도계(30)의 오차 및 노이즈에 의해 약간의 오차가 남아있기는 하나, 오차가 0.05 gauss 정도로 비교적 균일하게 추정됨을 확인할 수 있다.First, FIG. 5 shows a simulation result of the error estimated by the magnetic field correction filter unit 100. Although some errors remain due to the error and noise of the accelerometer 30, the error is relatively uniform at about 0.05 gauss. It can be confirmed that it is estimated.

또한, 도 6 및 도 7은 자장계 보정 필터부(100)에 의한 자장계(120)의 오차 보정이 미치는 영향을 확인하기 위하여 시뮬레이션을 통해 자장계(120)의 오차 보정을 안한 경우(도 6)와 오차 보정을 한 경우(도 7)를 비교하여 나타낸 것으로, 시뮬레이션은 방위각을 0°에서 30°로 변한 후에 30°에서 일정하게 유지되는 상황으로 설정하였다.6 and 7 do not correct the error of the magnetic field system 120 through simulation in order to check the effect of the error correction of the magnetic field system 120 by the magnetic field correction filter unit 100 (FIG. 6). ) And the case of error correction (FIG. 7), and the simulation was set to a situation where the azimuth was kept constant at 30 ° after the azimuth was changed from 0 ° to 30 °.

도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 자장계(120)의 오차 보정을 하지 않은 경우에는 Hard Iron Distortion에 의해 방위각이 약 17°정도나 차이가 나는 것을 확인할 수 있고, 자장계(120)의 오차 보정을 한 경우에는 도 7에 나타낸 바와 같이, 방위각을 비교적 정확하게 추정하는 것을 확인할 수 있었다.As can be seen in FIG. 6, when the error correction of the magnetic field system 120 is not performed, the azimuth angle may be about 17 degrees or more due to Hard Iron Distortion, and the error correction of the magnetic field system 120 may be performed. In this case, as shown in FIG. 7, it was confirmed that the azimuth was relatively accurately estimated.

따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법 및 이를 이용한 통합 항법 시스템에 의하면 시선벡터를 이용하여 방위각을 추정할 수 있도록 함으로써 저렴한 비용으로 자기장에 의한 외란에 관계없이 정밀한 방위각을 추정할 수 있고, 시선벡터 센서부(110)와, 자장계(120) 및 확장 칼만필터(130)를 포함하여 구성되는 자장계 보정 필터부(100)를 기존의 항법시스템에 추가하는 것만으로, 간단하게 자장계(120)의 오차를 보정할 수 있음과 동시에 자장계 보정시 자장계 초기보정부(100)를 선택적으로 기존의 항법시스템에 착탈시킬 수가 있어 페이로드(payload)의 증가에 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라, 이러한 자장계(120)의 오차 보정방법을 통합 항법 시스템에 사용하여 정밀한 항법을 필요로 하는 선박, 항공 등의 시스템에 적용시킬 수 있는 등의 다양한 장점을 갖게 되는 것이다.
Therefore, according to the magnetic field error correction method using the gaze vector and the integrated navigation system using the same according to the present invention as described above, it is possible to estimate the azimuth angle using the gaze vector, so that it is accurate regardless of disturbance caused by the magnetic field at low cost. It is only possible to estimate the azimuth angle and to add the field vector correction unit 110, the magnetic field correction filter unit 100 including the magnetic field system 120 and the extended Kalman filter 130 to the existing navigation system. In addition, it is possible to simply correct the error of the magnetic field system 120, and at the same time the magnetic field initial correction unit 100 can be selectively detached to the existing navigation system at the time of correction of the magnetic field to increase the payload Not only does it affect the system of ships, aviation, etc. that require precise navigation by using the error correction method of the magnetic field system 120 in the integrated navigation system It will have various advantages such as being applicable.

전술한 실시예들은 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
Although the above embodiments have been described with respect to the most preferred examples of the present invention, it is not limited to the above embodiments, and it will be apparent to those skilled in the art that various modifications are possible without departing from the technical spirit of the present invention.

본 발명은 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법 및 이를 이용한 통합 항법 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알고 있는 시선벡터 값과, 시선벡터의 측정치를 이용하여 방위각을 추정하고, 추정된 방위각을 이용하여 자장계를 보정할 수 있도록 함과 동시에 이러한 자장계의 보정방법을 통합 항법 시스템에 사용하여 정밀한 항법을 필요로 하는 선박, 항공 등의 시스템에 적용시킬 수 있도록 하는 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법 및 이를 이용한 통합 항법 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a magnetic field error correction method using a gaze vector and an integrated navigation system using the same. More specifically, an azimuth angle is estimated using known gaze vector values and measured values of a gaze vector, and the estimated azimuth is used. Magnetic field error correction using gaze vector to correct the magnetic field system and to apply the magnetic field correction method to the integrated navigation system for ship, aviation, etc. systems that require precise navigation. The present invention relates to a method and an integrated navigation system using the same.

10 : 태양시선벡터 20 : 관성항법시스템
30 : 가속도계 40 : 자이로스코프
50 : GPS 60 : 칼만필터
100 : 자장계 보정 필터부 110 : 시선벡터 센서부
120 : 자장계 130 : 확장 칼만필터
10: solar eye vector 20: inertial navigation system
30 accelerometer 40 gyroscope
50: GPS 60: Kalman Filter
100: magnetic field correction filter unit 110: gaze vector sensor unit
120: magnetic field system 130: extended Kalman filter

Claims (6)

항법 시스템에서의 자장계 오차 보정방법에 있어서,
자기 센서 자체에서 발생되는 오차를 보정하기 위한 센서 오차 보정단계와,
시선벡터를 이용하여 동체의 방위각을 추정하는 방위각 추정단계와,
상기 방위각 추정단계에서 추정된 방위각을 이용하여 자기장을 측정하는 자기장 측정단계 및
상기 방위각 추정단계 및 자기장 측정단계에서 얻어지는 데이터들을 이용하여 확장 칼만필터를 통해 자장계의 오차를 보정하는 자장계 오차 보정단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법.
In the magnetic field error correction method in the navigation system,
Sensor error correction step for correcting the error generated in the magnetic sensor itself,
An azimuth angle estimating step of estimating the azimuth angle of the body using a line of sight vector;
A magnetic field measuring step of measuring a magnetic field using the azimuth angle estimated in the azimuth estimating step;
And a magnetic field error correcting step of correcting an error of the magnetic field through an extended Kalman filter using data obtained in the azimuth estimating step and the magnetic field measuring step.
제 1항에 있어서,
상기 방위각 추정단계는,
광학센서를 이용하여 동체에서 시선벡터를 측정하는 시선벡터 측정단계와,
GPS를 이용하여 동체의 현재 위치를 측정하는 위치측정단계 및
상기 시선벡터 측정단계에서 측정된 시선벡터와, 위치측정단계에서 측정된 위치에서의 시선벡터 기준값과의 비교를 통해 동체의 방위각을 측정하는 방위각 측정단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 시선벡터를 이용한 자장계 보정방법.
The method of claim 1,
The azimuth estimation step,
A gaze vector measurement step of measuring a gaze vector in a fuselage using an optical sensor;
Position measuring step of measuring the current position of the fuselage using GPS and
Using the gaze vector, characterized in that it comprises an azimuth measurement step of measuring the azimuth angle of the body by comparing the gaze vector measured in the gaze vector measurement step and the gaze vector reference value at the position measured in the position measuring step. Magnetic field correction method.
제 2항에 있어서,
상기 방위각 측정단계에서는,
Figure 112010066851663-pat00084
식에 의해 방위각을 측정하는 것을 특징으로 하는 시선벡터를 이용한 자장계 보정방법.
(이때,
Figure 112010066851663-pat00085
: 동체(좌표계)에서 측정되는 시선벡터,
Figure 112010066851663-pat00086
: 천문학 연감으로 부터 얻어지는 NED좌표계에서의 시선벡터,
Figure 112010066851663-pat00087
,
Figure 112010066851663-pat00088
: 오일러각으로 주어지는 좌표변환행렬,
Figure 112010066851663-pat00089
: 롤각,
Figure 112010066851663-pat00090
: 피치각,
Figure 112010066851663-pat00091
: 방위각)
The method of claim 2,
In the azimuth measurement step,
Figure 112010066851663-pat00084
Magnetic field correction method using a gaze vector, characterized in that for measuring the azimuth angle by the equation.
(At this time,
Figure 112010066851663-pat00085
: The eye vector measured in the body (coordinate system),
Figure 112010066851663-pat00086
: The eye vector in the NED coordinate system obtained from the astronomical yearbook,
Figure 112010066851663-pat00087
,
Figure 112010066851663-pat00088
Is the coordinate transformation matrix given by Euler angle,
Figure 112010066851663-pat00089
: Roll angle,
Figure 112010066851663-pat00090
: Pitch angle,
Figure 112010066851663-pat00091
Azimuth)
제 1항에 있어서,
상기 자기장 측정단계에서는,
Figure 112010066851663-pat00092
,
Figure 112010066851663-pat00093
Figure 112010066851663-pat00094
식에 의해 자기장을 측정하는 것을 특징으로 하는 시선벡터를 이용한 자장계 보정방법.
(이때,
Figure 112010066851663-pat00095
: 수평상태에서 동체좌표계 x축에서의 자기장 측정치,
Figure 112010066851663-pat00096
: 수평상태에서 동체좌표계 y축에서의 자기장 측정치,
Figure 112010066851663-pat00097
: 수평상태에서 동체좌표계 z축에서의 자기장 측정치,
Figure 112010066851663-pat00098
: 자기장벡터의 크기,
Figure 112010066851663-pat00099
: 해당 위도에서의 복각,
Figure 112010066851663-pat00100
: 방위각,
Figure 112010066851663-pat00101
: 자장계에서 측정된 자기장의 x축오차,
Figure 112010066851663-pat00102
: 자장계에서 측정된 자기장의 y축오차,
Figure 112010066851663-pat00103
: 자장계에서 측정된 자기장의 z축오차)
The method of claim 1,
In the magnetic field measuring step,
Figure 112010066851663-pat00092
,
Figure 112010066851663-pat00093
And
Figure 112010066851663-pat00094
Magnetic field correction method using a gaze vector, characterized in that for measuring the magnetic field by the equation.
(At this time,
Figure 112010066851663-pat00095
Is the magnetic field measurement in the x-axis of the fuselage coordinate system in the horizontal state,
Figure 112010066851663-pat00096
= Magnetic field measurement in the y-axis of the fuselage coordinate system in the horizontal state,
Figure 112010066851663-pat00097
: Magnetic field measurement in the z-axis of the fuselage coordinate system in the horizontal state,
Figure 112010066851663-pat00098
Is the magnitude of the magnetic field vector,
Figure 112010066851663-pat00099
: Dip at that latitude,
Figure 112010066851663-pat00100
: Azimuth,
Figure 112010066851663-pat00101
: X-axis error of the magnetic field measured in the magnetic field system,
Figure 112010066851663-pat00102
: Y-axis error of the magnetic field measured in the magnetic field system,
Figure 112010066851663-pat00103
Is the z-axis error of the magnetic field measured by the magnetic field
관성항법시스템(INS), 가속도계, 자이로스코프, GPS 및 칼만필터를 포함하는 통합 항법 시스템에 있어서,
제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 해당되는 시선벡터를 이용한 자장계 오차 보정방법을 이용하여 자장계의 오차를 보정할 수 있도록 하는 자장계 보정 필터부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 통합 항법 시스템.
In an integrated navigation system including an inertial navigation system (INS), an accelerometer, a gyroscope, a GPS and a Kalman filter,
An integrated navigation system comprising: a magnetic field correction filter unit configured to correct an error of the magnetic field system by using a magnetic field error correction method using a gaze vector corresponding to any one of claims 1 to 4 system.
제 5항에 있어서,
상기 자장계 보정 필터부는,
시선벡터를 이용하여 동체의 방위각을 추정하는 시선벡터 센서부와,
상기 시선벡터 센서부에서 추정된 방위각을 이용하여 자기장을 측정하는 자장계 및
상기 시선벡터 센서부에서 추정된 방위각 및 자장계에서 측정된 자기장을 이용하여 자장계의 오차를 보정하는 확장 칼만필터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 통합 항법 시스템.
6. The method of claim 5,
The magnetic field correction filter unit,
A gaze vector sensor unit for estimating the azimuth angle of the body using a gaze vector;
A magnetic field measuring magnetic field using the azimuth angle estimated by the eye vector sensor unit;
And an extended Kalman filter configured to correct an error of the magnetic field by using the magnetic field measured by the azimuth angle and the magnetic field estimated by the eye vector sensor unit.
KR1020100101077A 2010-10-15 2010-10-15 Calibration method of the magnetometer error using a line of sight vector and the integrated navigation system using the same KR101211703B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100101077A KR101211703B1 (en) 2010-10-15 2010-10-15 Calibration method of the magnetometer error using a line of sight vector and the integrated navigation system using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100101077A KR101211703B1 (en) 2010-10-15 2010-10-15 Calibration method of the magnetometer error using a line of sight vector and the integrated navigation system using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120039391A KR20120039391A (en) 2012-04-25
KR101211703B1 true KR101211703B1 (en) 2012-12-12

Family

ID=46139784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100101077A KR101211703B1 (en) 2010-10-15 2010-10-15 Calibration method of the magnetometer error using a line of sight vector and the integrated navigation system using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101211703B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023146092A1 (en) * 2022-01-25 2023-08-03 삼성전자주식회사 Image-based inertial sensor correction method and electronic device for performing same

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150019159A1 (en) * 2013-07-15 2015-01-15 Honeywell International Inc. System and method for magnetometer calibration and compensation
KR101505866B1 (en) * 2013-09-12 2015-03-25 한국항공우주연구원 Magnetometer Bias Calibrator and Calibration Method Using Thereof
KR101608809B1 (en) 2014-08-14 2016-04-04 국방과학연구소 Apparatus and Method for correcting vector error to extend operational boundary of Ground Based Augmentation System
KR101509569B1 (en) * 2014-11-07 2015-04-07 국방과학연구소 Signal Source Location Determine Method using Earth Radius and Signal Directional Information
CN105486308B (en) * 2015-11-25 2018-03-30 哈尔滨工业大学 Estimation plays the design method of the rapid convergence Kalman filter of line of sight angular speed
CN105486307B (en) * 2015-11-25 2018-03-16 哈尔滨工业大学 For the line-of-sight rate by line method of estimation of maneuvering target
CN114353825B (en) * 2021-12-06 2023-11-03 重庆邮电大学 Magnetometer online calibration algorithm, medium and system based on unscented Kalman filtering

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100533106B1 (en) 2002-08-06 2005-12-05 삼성전자주식회사 Attitude error compensation system of fluxgate and method thereof
KR100761011B1 (en) 2006-05-30 2007-09-21 학교법인 인하학원 Aiding inertial navigation system using a camera type sun sensor and method there of

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100533106B1 (en) 2002-08-06 2005-12-05 삼성전자주식회사 Attitude error compensation system of fluxgate and method thereof
KR100761011B1 (en) 2006-05-30 2007-09-21 학교법인 인하학원 Aiding inertial navigation system using a camera type sun sensor and method there of

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
장세아 등, 태양시선벡터를 이용한 저가 관성항법시스템의 보정, 제어로봇시스템학회논문지, 제14권, 제8호, 2008.8

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023146092A1 (en) * 2022-01-25 2023-08-03 삼성전자주식회사 Image-based inertial sensor correction method and electronic device for performing same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120039391A (en) 2012-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101211703B1 (en) Calibration method of the magnetometer error using a line of sight vector and the integrated navigation system using the same
US10215564B2 (en) Automatic compass calibration systems and methods
CN109556632B (en) INS/GNSS/polarization/geomagnetic integrated navigation alignment method based on Kalman filtering
US9541392B2 (en) Surveying system and method
US6860023B2 (en) Methods and apparatus for automatic magnetic compensation
CN109238262B (en) Anti-interference method for course attitude calculation and compass calibration
US20150019159A1 (en) System and method for magnetometer calibration and compensation
CN110926468B (en) Communication-in-motion antenna multi-platform navigation attitude determination method based on transfer alignment
Barczyk et al. Integration of a triaxial magnetometer into a helicopter UAV GPS-aided INS
US10302453B2 (en) Attitude sensor system with automatic accelerometer bias correction
US20160282123A1 (en) Tightly coupled celestial-intertial navigation system
Rios et al. Fusion filter algorithm enhancements for a MEMS GPS/IMU
Allotta et al. Single axis FOG aided attitude estimation algorithm for mobile robots
US11408735B2 (en) Positioning system and positioning method
US20210247206A1 (en) Method for calibrating magnetometers of an object
Gebre-Egziabher Magnetometer autocalibration leveraging measurement locus constraints
CN109073388B (en) Gyromagnetic geographic positioning system
US10690925B2 (en) Dual harmonization method and system for a worn head-up display system with a removable attitude inertial device in the cockpit
CN109000639B (en) Attitude estimation method and device of multiplicative error quaternion geomagnetic tensor field auxiliary gyroscope
CN108627152A (en) A kind of air navigation aid of the miniature drone based on Fusion
CN111189442A (en) Multi-source navigation information state prediction method of unmanned aerial vehicle based on CEPF
CN108151765B (en) Positioning and attitude measuring method for online real-time estimation and compensation of magnetometer error
US9863867B2 (en) Automatically updating hard iron and soft iron coefficients of a magnetic sensor
CN111141285B (en) Aviation gravity measuring device
KR20150012839A (en) A method for attitude reference system of moving unit and an apparatus using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151001

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170829

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee