¿Existen (ideas para) indicadores de actitud basados ​​en GNSS?

Con los próximos sistemas GNSS que tienen una mayor precisión que el GPS, ¿podría haber un indicador de actitud basado en GNSS? ¿Quizás ya existe uno?

Podría imaginar tener 4 sensores (delantero, trasero, punta del ala izquierda, punta del ala derecha) que luego calculan la actitud.

Entonces, ¿cuál sería su respaldo en caso de una interrupción del GNSS/GPS? Parte del motivo de Gyros es tener sistemas separados que se puedan cotejar entre sí.
Incluso hoy en día, la precisión diferencial del GPS es de unos 10 cm, lo que es perfectamente suficiente. La imprecisión de la flexión del ala es mayor que eso.
Investigadores de la Universidad de Stanford tenían prototipos funcionales hace 20 años. Funcionaron, pero no fueron muy prácticos ni rentables en comparación con un ADHRS de estado sólido que apareció casi al mismo tiempo.
Visité un crucero de búsqueda y rescate hace algunos años que usaba tres receptores GPS para calcular el rumbo real en el mar.
¿A qué señal GPS en particular te refieres también? ¿Todos ellos en general?

Respuestas (4)

Supongo que podría, pero ¿qué beneficio ofrece un sistema basado en GNSS sobre los sistemas tradicionales de actitud giroscópicos y basados ​​en AHARS mientras ofrece una mejor redundancia frente a un sistema que depende de fuentes de radio externas y riesgos con interrupciones del sistema, etc.?

Parte de la determinación de la actitud en la ISS se realiza de esa manera . El tamaño de la estación espacial hace que la base de medición sea más grande que la de un avión, pero la idea es la misma. Además, la ISS tiene una vista sin obstrucciones de los satélites de navegación y tiene tasas de rotación más bajas de lo que uno puede esperar en un avión, lo que hace que sea un problema más fácil. Pero, una búsqueda rápida encuentra muchas investigaciones para hacer lo mismo con los aviones.

Ha habido bastante investigación sobre el tema e incluso se han construido unidades . En última instancia, se filtrará si el precio de la unidad cae por debajo de las unidades equivalentes de AHARS o Gyro y su precisión es igual o mejor que la IA moderna. Sin embargo, puede obtener una IA buena, pequeña, de estilo AHARS a un precio bastante razonable (considerando el costo de la aviónica). La FAA parece permitir que las señales GNSS complementen los datos de AHARS. No puedo encontrar una copia de TSO-C4c que describa los límites de certificación para instrumentos de cabeceo y alabeo, pero puede arrojar más luz sobre el tema.

Nota al margen: para escapar de la dependencia mecánica de los giroscopios y si desea algo diferente de lo que tiene su unidad AHARS común y corriente, algunas de las cosas más nuevas de alto rendimiento utilizan un Ring Laser Gyro .

Esta no es una respuesta directa a su pregunta, pero se han realizado investigaciones sobre un método de determinación de actitud absoluta sin giroscopios ni GPS más simple basado en un trío de magnetómetros de 3 ejes y un trío de acelerómetros de 3 ejes.

Al igual que imagina 4 sensores GNSS, utilizan un trío de magnetómetros de 3 ejes, cada uno de los cuales detecta la dirección de 3 ejes del norte magnético.

No es necesario que estén en los extremos de la aeronave, solo separados en el espacio para una precisión magnética y rotacional suficiente.

El desafío a superar radica en el hecho de que " el entorno de la aeronave es muy pobre para el desempeño del magnetómetro, con grandes transitorios electromagnéticos que no se pueden calibrar fuera de las mediciones ". Su solución es integrar un trío de acelerómetros y un método de muestreo con filtro de tiempo para rechazar las lecturas magnéticas transitorias.

Validaron con vuelos de prueba limitados, pero no hay información suficiente para saber cómo podría resistir fenómenos magnéticos menos que transitorios en el mundo real debido a tormentas, cargas estáticas, etc.

El artículo fue publicado por Stanford en 2000...

Un sistema de determinación de actitud basado en cuaterniones sin giroscopio adecuado para la implementación utilizando sensores de bajo costo

Una posibilidad futura podría ser crear un sistema de detección de actitud que incorpore los tres métodos (giroscopio láser "digital" relativo, extracción de movimiento de un trío de acelerómetros, extracción de vector de un trío de magnetómetros de 3 ejes y extracción de posición absoluta de cuatro sensores WAAS GNSS montados en las extremidades), y usó cada uno para respaldar y rechazar datos falsos de los demás.

Esto no solo proporcionaría la menor probabilidad de indicación de actitud inexacta, sino que también proporcionaría datos extensos sobre cuándo hay divergencia entre los diferentes métodos.