G - Physics – 01 – C
Patent
G - Physics
01
C
G01C 21/16 (2006.01) G01S 5/14 (2006.01)
Patent
CA 2175945
The integrated GPS/inertial navigation apparatus utilizes satellite signals received with two spatially-separated antennas to achieve improved heading estimates for a mobile platform. Each satellite signal comprises one or more component signals with each component signal having a different carrier frequency. The integrated GPS/inertial navigation apparatus consists of a receiver and an inertial navigation system. The receiver measures the carrier phase of each of one or more component signals of one or more satellite signals received by each of the two antennas during successive time periods of duration Tp. Phase measured during a Tp time period is called Tp-phase. Only one component signal of one satellite signal received by one antenna is measured during any Tp time period. The receiver utilizes the Tp-phases of each component signal obtained during a Tk time period to estimate the phase of the component signal at the end of the Tk time period, the estimated phase at the end of the Tk time period being called the Tk- phase. The inertial navigation system, comprising inertial sensors and a digital processor, utilizes the Tk-phases in determining the heading of the vehicle and the displacement of each of the two antennas from the inertial sensors of the inertial navigation system. The measured phase of a component signal is subject to error as a result of the satellite signal traversing the ionosphere. The inertial navigation system achieves more accurate estimates of heading and antenna displacements by utilizing the Tk-phases in determining ionospheric corrections to phase.
L'invention est un système constitué par une intégration du GPS et d'un système de navigation inertiel qui utilise des signaux transmis par satellite captés par deux antennes espacées l'une de l'autre pour améliorer les estimations du cap d'une plate-forme mobile. Chacun de ces signaux peut comprendre plusieurs composantes ayant chacune une fréquence de porteuse propre. Le système de l'invention est constitué d'un récepteur et d'un système de navigation inertiel. Ce récepteur mesure la phase de porteuse de chacune des composantes d'un ou de plusieurs signaux transmis par satellite qui sont captés par chacune des deux antennes durant des périodes de temps successives de durée Tp. La phase mesurée durant une période de temps Tp est appelée phase Tp. Une seule composante d'un seul signal transmis par satellite et capté par une seule antenne est mesuré durant une période de temps Tp quelconque donnée. Le récepteur utilise les phases Tp de chaque composante de signal durant une période de temps Tk pour évaluer la phase de la composante à la fin de cette période et la phase ainsi évaluée est appelée phase Tk. Le système de navigation inertiel, qui contient des capteurs inertiels et un processeur numérique, utilise les phases Tk pour déterminer le cap du véhicule et le déplacement de chacune des deux antennes en utilisant ses capteurs inertiels. La phase mesurée pour chaque composante est entachée d'une erreur résultant du fait que le signal transmis par le satellite doit traverser l'ionosphère. Le système de navigation inertiel permet d'évaluer avec plus de précision les caps et les déplacements des antennes en utilisant les phases Tk pour déterminer les corrections des effets dus à l'ionosphère qui doivent être apportées aux signaux.
Brown Ronald A.
Ebner Robert E.
Litton Systems Inc.
Rogers Law Office
LandOfFree
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