자이로나비게이션

용어집으로 돌아가기

자이로 나침반 측정이란 관성 항법 시스템(INS)을 통해 지구의 자전을 측정하여 진북을 파악하는 과정을 말합니다. 지구의 자기장을 기준으로 하는 자기 나침반과 달리, 자이로 나침반 측정은 전적으로 관성 측정값에 의존합니다. 따라서 자기적 간섭의 영향을 받지 않는 방위각을 제공하므로, 다양한 응용 분야에서 선호되는 솔루션입니다.

자이로컴패싱 시스템은 관성 측정 장치(IMU) 내에 자이로스코프와 가속도계를 결합한 것입니다. 먼저, 가속도계가 중력 벡터를 측정합니다. 그런 다음 자이로스코프가 지구의 각속도 회전을 감지하여, 시스템이 센서 대비 지구 회전축의 방향을 추정할 수 있게 합니다. 마지막으로, INS 위도, 센서 바이어스 및 측정 노이즈를 보정한 후 진북을 기준으로 한 방위를 INS .

그러나 플랫폼이 정지해 있지 않을 경우, 실용적인 자이로나비게이션은 어려워집니다. 예를 들어, 선박은 지구의 자전 속도를 초과할 수 있는 움직임, 진동 및 요동을 지속적으로 경험합니다. 따라서 현대적인 자이로나비게이션 알고리즘은 단순히 지구의 자전을 측정하지 않습니다. 대신, 관성 좌표계에서 중력 벡터의 겉보기 회전을 분석하거나 관성 궤적을 적합시켜 견고하게 자세를 추정합니다. 이러한 접근 방식은 실제 운영 조건에서 높은 무결성을 유지하면서 방위각 수렴도를 크게 향상시킵니다.

또한, 자이로나비게이션은 정밀 정렬이 시작되기 INS 대략적 정렬 단계를 수행합니다. 신뢰할 수 있는 초기 방위각은 확장 칼만 필터 (EKF)가 빠르게 수렴하도록 돕습니다. 또한 수렴 정확도를 향상시키고 임무 전반에 걸쳐 안정적인 항법을 보장합니다. 현대적인 자이로콤패싱 기법은 중력 분석, 궤적 피팅 및 보조 정보원을 결합합니다. 이러한 정보원에는 GNSS 도플러 속도 측정기(DVL) GNSS 포함됩니다. 이 접근 방식은 초기화 시간을 단축하고 방위각 정확도를 향상시킵니다. 또한 까다로운 조건에서도 시스템 가용성을 높입니다. 그 결과, 현대적인 시스템은 정적 및 동적 운용 모두에서 견고한 진북(true north) 결정을 제공합니다.