An Attitude Determination GPS and INS Integration Scheme: Design and Flight Experiment

자세측정용 GPS/INS 통합시스템 구성 및 비행 시험

This paper proposes an attitude determination GPS/INS integrated system scheme for a UAV and presents experimental flight test results. The proposed system is designed as a part of an autopilot system and comprises a GPS attitude determination receiver, an off-the-shelf inertial measurement unit (IMU), and a navigation computer unit (NCU). UAV requires accurate attitude information for stable automatic flight control. The proposed system can provide accurate attitude information for the flight control computer (FCC) so that stable automatic flight control can be achieved. In order to verify the performance of the proposed scheme, an integrated navigation system has been developed. In order to evaluate the developed navigation system, the flight test has been performed. In the flight test, the developed system was shown to provide the position, the velocity and the attitude satisfactorily enough for stable flight control. The accuracy of the attitude information of the developed system was confirmed by comparing attitude of vertical gyro.

본 논문에서는 무인기용으로 개발된 자세측정용 GPS/INS 통합 항법 시스템의 설계 개념을 제안하고 비행실험을 통한 성능 평가 결과를 제시한다. 제안하는 시스템은 무인 항공기 자동 비행 시스템의 일부분으로 설계되었고 자세측정용 GPS 수신기, 항법 컴퓨터, 상용의 IMU(Inertial Measurement Unit)로 이루어져 있다. 제안된 항법 시스템은 소형 저가의 구현이 가능하면서도 무인 항공기의 안정된 비행 제어를 위해 요구되는 정확도를 가지는 자세 정보를 제공 할 수 있다. 제안된 시스템을 검증하기 위한 통합 항법 하드웨어와 소프트웨어를 개발하였다. 비행 실험을 통하여 성능 평가를 수행하였다. 비행 실험 결과 개발된 항법 시스템은 GPS 또는 INS 단독보다 정확한 위치, 속도, 자세 정보를 제공하는 것을 확인 할 수 있었고 특히 자세 결과는 기준 자세 시스템과 비교를 통하여 정확도를 확인 할 수 있었다.