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가속도계(accelerometer)와 자이로(gyroscope)로 이루어진 관성센서부로부터 입력되는 가속도값과 각속도값을 이용하여 개략적인 초기 자세 값을 계산하는 개략 폐루프 정렬모듈; 및개략 폐루프 정렬모듈에서의 개략 폐루프 정렬이 완료된 이후, 자세 오차값에 의해 유발된 속도 오차값 및 이에 포함된 외란 값을 측정치로 사용하는 측정치 형상(shaping) 적응필터;를 포함하여 구성되며,상기 개략 폐루프 정렬모듈은,상기 관성센서부로부터 입력되는 가속도값을 이용하여 롤각(roll angle)과 피치각(pitch angle)을 계산하는 개략 수평 정렬모듈과,상기 관성센서부로부터 입력되는 가속도값과 각속도값으로부터 외란에 의한 신호를 검출하여, 허용 가능한 외란 임계값을 산정하는 외란 검출모듈과,상기 관성센서부로부터 입력되는 가속도값과 각속도값을 사용하여 방위각(Heading)을 계산하는 개략 방위각 정렬모듈과,상기 폐루프 정렬모듈에서 계산된 자세 값의 오차에 의해 유발되는 속도오차 및 이에 포함된 외란 값에 따라 측정치 공분산을 실시간으로 가변하고, 오차상태 방정식의 갱신 여부를 결정하기 위한 기준값 산정방식을 특징으로 하는 측정치 적응필터와 외란검출기법을 적용한 관성항법장치용 견실 급속 정렬 메커니즘
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제1항에서 있어서,상기 외란 검출모듈은,개략 폐루프의 전체 구간 평균을 이용한 표준편차 계산모듈과,이동 윈도우 평균을 이용한 표준편차 계산모듈과,관성센서부의 순간값을 이용한 최대치 계산모듈과,관성항법장치가 장착된 플랫폼에 유입되는 외란의 특성에 따라, 3종류의 상기 계산모듈 중에서 어느 하나 및 조합을 선택하는 외란 임계값 선택 스위치로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 적응필터와 외란검출기법을 적용한 관성항법장치용 견실 급속 정렬 메커니즘
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제1항에 있어서,상기 개략 방위각 정렬모듈은,상기 관성센서부로부터 입력되는 각속도/가속도값이 상기 외란 검출모듈에서 산출된 외란 임계값보다 작으면, 개략 방위각을 연산함과 아울러, 개략 방위각 정렬모듈의 정렬 실제시간을 증가시키고,상기 관성센서부로부터 입력되는 각속도/가속도값이 상기 외란 검출모듈에서 산출된 외란 임계값 이상이면, 개략 방위각 정렬모듈의 정렬 실제시간을 초기화시켜 개략 방위각 정렬모듈을 초기화한 후, 개략 방위각 정렬을 다시 수행하며,개략 방위각 정렬모듈의 방위각 정렬 실제시간이 방위각 정렬 기준시간을 초과하면 개략 방위각 정렬을 완료하고, 방위각 정렬 실제시간이 방위각 정렬 기준시간 이하이면, 방위각 정렬 실제시간이 방위각 정렬 기준시간에 이를 때까지, 상기 관성센서부로부터 입력되는 각속도/가속도값과 상기 외란 검출모듈에서 산출된 외란 임계값을 비교하는 과정에서부터 상기 방위각 정렬 실제시간을 증가시키는 과정까지를 실행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 적응필터와 외란검출기법을 적용한 관성항법장치용 견실 급속 정렬 메커니즘
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제1항에 있어서,상기 측정치 형상 적응필터는,외란 유입 시, 측정치에 근거하여, 측정치 공분산값을 실시간으로 최적화하는 적응 측정치 공분산 갱신모듈과,오차 상태 공분산값, 프로세싱 오차 공분산값, 적응형 측정치 공분산값을 이용하여 칼만 이득을 계산하는 칼만 이득 평가모듈과,칼만 이득을 이용하여 오차 상태 공분산값을 갱신함과 아울러, 미리 계산한 기준값(trim value)에 기초하여 오차 상태 값의 갱신 여부를 결정하는 오차 상태 갱신모듈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 적응필터와 외란검출기법을 적용한 관성항법장치용 견실 급속 정렬 메커니즘
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제4항에 있어서,상기 적응 측정치 공분산 갱신모듈은,적응필터가 동작하는 전체 구간에 걸쳐 관성센서부로부터 출력된 가속도의 적분값을 평균하여 공분산을 구하는 전체 구간 누적 평균을 이용한 측정치 공분산 갱신모듈과,속도 측정치에 일정한 이동 윈도우를 씌워 이동 윈도우의 평균을 연속적으로 구하는 이동 윈도우 평균을 이용한 측정치 공분산 갱신모듈과,관성센서부의 순간값을 이용한 측정치 공분산 갱신모듈(순간값은 미리 측정된 시스템 외란 특성 값으로 제한가능), 및 관성항법장치가 장착된 플랫폼의 지상정렬 조건에 따라, 3가지 유형의 상기 측정치 공분산 갱신모듈 중에서 어느 하나 또는 조합을 선택하는 측정치 공분산 선택 스위치로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 적응필터와 외란검출기법을 적용한 관성항법장치용 견실 급속 정렬 메커니즘
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제4항에 있어서,상기 오차 상태 공분산 갱신모듈은,개략 폐루프의 전체 구간 평균을 이용한 표준편차 계산모듈과,이동 윈도우 평균을 이용한 표준편차 계산모듈과,관성센서부의 순간값을 이용한 최대치 계산모듈과,가중치가 적용된 지구회전 각속도를 계산하는 지구 회전 각속도 계산모듈과,가중치가 적용된 중력 가속도를 계산하는 중력 가속도 계산모듈과,관성항법장치가 장착된 플랫폼에 유입되는 외란 특성에 따라, 5종류의 상기 계산모듈 중에서 어느 하나를 선택하거나 조합하는 기준값 선택 스위치로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 적응필터와 외란검출기법을 적용한 관성항법장치용 견실 급속 정렬 메커니즘
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