GNSS 신호는 현대 항공 항법의 중추이지만, 재밍 및 스푸핑 위험이 증가함에 따라 GNSS에만 의존하는 것은 더 이상 안전하지 않습니다. 항법 산업 전반의 핵심 질문은 더 이상 RTK 또는 가혹한 도시 환경에서 시스템이 얼마나 잘 작동하는지가 아니라, GNSS를 사용할 수 없을 때 얼마나 멀리, 그리고 얼마나 정확하게 비행할 수 있는가?입니다.
이 질문에 답하려면 단 한 번의 테스트로는 부족합니다. 반복적이고 통제되며 통계적으로 의미 있는 평가가 필요합니다.
GNSS가 거부된 조건에서 INS(Inertial Navigation System)의 성능 테스트 보고서를 제공하는 것은 멋진 그래프나 종종 "이동 거리의 백분율"로 표현되는 단일 인상적인 숫자를 만드는 것이 아닙니다. 이는 고객이 현장에서 직면하는 것과 동일한 실제 시나리오에서 실제 성능을 입증하는 것입니다. 이것이 바로 SBG Systems에서 단순한 "선별된" 시연이 아닌, 자격 검증 스타일의 항공 Dead Reckoning 보고서를 작성하기로 선택한 이유입니다.
저희 보고서에 제시된 결과는 짧지만 의미 있는 통계 데이터 세트를 기반으로 합니다. 우리는 여러 번의 중단을 분석하고 통계를 도출하여 실제 성능에 대한 대표적인 그림을 제공했습니다. 최상의 결과는 세 번의 시도 중 한 번 또는 만 번의 시도 중 한 번 발생할 수 있습니다. 그 결과만 게시하는 것은 오해의 소지가 있습니다.
이 짧은 기사는 이러한 접근 방식이 왜 중요한지, 그리고 GNSS 거부 테스트 보고서를 해석할 때 무엇을 찾아야 하는지 설명합니다. 목표는 애플리케이션에 적합한 솔루션을 선택할 때 정보에 입각한 결정을 내리는 데 도움을 드리는 것입니다.
왜 다른 사람들처럼 하나의 GNSS 중단만 보여주지 않습니까?
실제로, 에어데이터 보조를 통한 GNSS 거부 환경에서의 UAV 항법은 간단한 문제가 아닙니다. 환경 조건은 매우 중요하게 고려되어야 합니다.
하나의 이상적인 중단에 의존하는 것이 오해의 소지가 있는 그림인 몇 가지 이유:
안정적인 기류 = 최상의 경우: 항공기 주변의 기류가 안정적일 때, 동적 환경은 부드러워지고 INS는 더 잘 작동합니다. 그러나 이것이 모든 임무를 반영하지는 않습니다.
진동 없음 = 최상의 경우: 진동은 관성 센서 안정성과 바이어스 추정을 저하시킵니다. 낮은 진동 비행 또는 잘 감쇠된 시스템은 훨씬 더 쉽습니다.
루프 및 회전은 자연스럽게 헤딩 드리프트를 숨깁니다.: 회전은 헤딩 드리프트를 보정하고 위치 오차를 인위적으로 개선합니다. 또한 숫자를 멋지게 보이게 합니다. 인상적이지만, 직진 비행 성능은 여전히 알려지지 않았습니다. 가속 및 회전은 바이어스를 추정하는 데 도움이 됩니다. 직진 임무에서 INS는 더 어려운 작업을 수행하지만, 이는 많은 고객에게 성능이 중요한 지점이며 INS 간의 차이를 만드는 요소입니다.
온도는 매우 중요합니다: 온도 변화는 센서 바이어스, 스케일 팩터 및 노이즈 특성을 변경합니다. 통제되거나 일정한 온도 조건에서 INS는 편안한 영역에서 작동하여 지나치게 낙관적인 시야를 제공합니다. 그러나 실제 임무에는 다음이 포함됩니다. 급격한 온도 변화(이륙에서 고도까지), 고고도의 차갑고 희박한 공기, 엔진 근처의 뜨거운 환경.
모든 조건이 충족되면 무엇을 얻을 수 있습니까?
모든 조건이 완벽하게 정렬될 때 — 완벽하게 감쇠된 진동, 부드러운 공기 흐름, 안정적인 온도 — INS는 최고의 성능을 발휘합니다. 엔지니어들이 어떻게 다시 해낼지 궁금해하며 머리를 긁적이게 하고, 고객들은 귀에 걸린 미소를 짓게 만드는 그런 성능입니다: 산업용 등급 IMU를 탑재한 Ellipse는 전술 등급 INS처럼 작동하며, 이동 거리의 0.56%만 표류합니다. 이는 5km 이동 시 약 30m에 해당합니다. Ekinox Micro는 표류를 0.13% DT, 약 7.2m로 줄여 기준을 높입니다. 그리고 Apogee는? 동일한 5km 이동 시 거의 2m만 움직입니다.
GNSS-denied 테스트 보고서를 해석하는 방법은?
추측 항법 성능을 평가할 때 최종 오차 수치부터 시작하지 말고, 궤적부터 시작하십시오.
다음은 따라야 할 6단계 가이드입니다:
1 – 궤적을 먼저 확인하십시오.
비행의 기하학적 구조는 테스트가 어려운지 또는 인위적으로 쉬운지를 정의합니다. 많은 "마케팅 테스트"는 짧은 루프, 레이스 트랙 패턴 또는 반복적인 회전 구간을 사용합니다. 이러한 궤적은 관성 오차를 보상하여 성능이 비현실적으로 좋게 보이게 합니다.
2 – 중단 횟수를 확인하십시오.
단일 중단은 하나의 샘플입니다. 우연히 좋게 보이거나 나쁘게 보일 수 있습니다.
3 – 이동 거리와 속도뿐만 아니라 중단 지속 시간을 확인하십시오.
10~20초 중단만 보여주는 보고서는 더 긴 GNSS 중단 동안 INS가 어떻게 작동하는지에 대해 아무것도 알려주지 않습니다.
4 – 오차가 어떻게 보고되는지 검토하십시오.
일부 사양은 평균 오차만 제시하는데, 이는 오해의 소지가 있으며 실제 성능을 진정으로 대표하지 않을 수 있습니다. 더 의미 있는 평가는 일반적으로 GNSS 중단 또는 거부된 환경에서 축적된 실제 표류를 반영하는 중단 종료 오차에 중점을 둡니다. 오차가 축별로 표현되는지, 그리고 RMS 또는 다른 통계적 측정을 사용하는지 확인하는 것도 중요합니다. 이상적으로는 전체 중단 기간 동안 시스템이 어떻게 작동하는지에 대한 완전한 시야를 제공하기 위해 시간 경과에 따른 전체 오차 변화가 제공되어야 하며, 단일 요약 값에 의존해서는 안 됩니다.
5 – 환경 조건을 확인하십시오 (거의 언급되지 않지만 중요합니다).
INS 성능은 실제 교란에 민감합니다: 진동, 온도 변화, 공기 흐름 왜곡 및 변화하는 자기 조건 (자력계 보조 시스템의 경우).
6 – INS 오차 곡선 모양을 확인하십시오. 이는 선형 또는 지수적 성장을 보여야 하며, 정현파적 행동을 보여서는 안 됩니다.
노란색과 파란색 곡선은 GNSS 없이 플랫폼이 직선으로 움직일 때 정상적인 INS 드리프트를 나타냅니다. 오류는 선형적으로 또는 지수적으로 시간이 지남에 따라 꾸준히 증가하며, 이는 예상되는 바입니다. 반대로 녹색 곡선(형태)은 일반적인 INS 드리프트를 나타내지 않습니다. 처음에는 증가하다가(선형 또는 지수적), "범프"를 형성하고 감소하기 시작하는 오류는 궤적이 직선이 아님을 나타냅니다.
이러한 패턴은 회전 또는 방향 변경이 발생했음을 보여주며, 이는 오류가 단조롭게 증가하는 대신 부분적으로 상쇄되도록 합니다.
고객과의 신뢰를 구축하는 방법은?
투명성은 저희 접근 방식의 핵심입니다. 저희는 엄격한 테스트와 정직한 성능 보고를 통해 고객과의 신뢰를 구축합니다. 이상적인 시나리오를 보여주는 대신, 저희는 현실적이고 까다로운 조건에서 솔루션의 자격을 검증하고 통계적으로 대표적인 결과를 공유합니다. 그리고 가장 중요하게는, 이러한 결과를 고객에게 직접 제공합니다. 이를 통해 고객은 완벽한 조건에서만 작동하는 것이 아니라 현장에서 실제로 발생하는 상황을 기반으로 결정을 내릴 수 있는 통찰력을 얻게 됩니다.
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