Cost-effectıve attıtude determınatıon system development usıng 2 GPS antennas
2 GPS anteni kullanarak maliyet etkin rotasyon belirleme sistemi geliştirme
- Tez No: 928122
- Danışmanlar: DOÇ. HABİB KANBEROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Aeronautical Engineering, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Türk Hava Kurumu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine ve Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Uçak Mühendisligi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 131
Özet
Bu çalışma, iki GPS alıcısı kullanılarak rotasyon belirleme (attitude determination) konusuna odaklanmaktadır. Rotasyon belirleme için gerekli olan ham veriler ve bu verilere özgü hata türleri ayrıntılı bir şekilde incelenmiş, bu alanda karşılaşılan temel zorluklar kapsamlı bir şekilde açıklanmıştır. Özellikle, yüksek hassasiyetli rotasyon belirleme için çözülmesi gereken taşıyıcı faz verilerindeki tam sayı belirsizliği (integer ambiguity) problemi üzerinde durulmuştur. Bu kritik problem detaylı bir şekilde analiz edilmiş, önemi ve genel sistem performansına etkisi vurgulanmıştır. Rotasyon belirleme yöntemlerine genel bir bakış sunularak, bu yöntemlerin teorik temelleri ve pratik uygulamaları açıklanmıştır. Bu kapsamda, konum verilerine dayalı doğrudan rotasyon belirleme yöntemi ele alınmış, avantajları ve çalışmada kullanılan uygulama detayları incelenmiştir. Tam sayı belirsizliğini çözmeye yönelik yöntemlere kapsamlı bir giriş yapılmıştır. Literatürde yaygın olarak kullanılan klasik Least-squares AMBiguity Decorrelation Adjustment (LAMBDA) yöntemi teorik açıdan detaylı bir şekilde açıklanmış ve güvenilirliği ile etkinliği vurgulanmıştır. LAMBDA yöntemi, lineerleştirilmiş gözlem denklemlerini minimize etmeyi amaçlarken, aynı zamanda belirsizliklerin tam sayı özelliğini de dikkate alır. Buna ek olarak, tam sayı belirsizliği çözüm sürecini geliştirmek amacıyla geliştirilen Yeni Yöntem, bu probleme yönelik umut verici bir çözüm olarak tanıtılmıştır. Yeni yöntem, taşıyıcı fazların yalnızca kesirli kısımlarını kullanarak arama yapar ve baseline ve rotation gibi kısıtlar aracılığıyla aday tam sayı belirsizliklerinin sayısını en aza indirir. Çalışmada kullanılan ekipmanlar ayrıntılı bir şekilde tanıtılmış, özellikle düşük maliyetli U-blox ZED-F9P alıcısı ve diğer yardımcı cihazlara odaklanılmıştır. Çalışmada uygulanan test prosedürleri ve analiz yöntemleri kapsamlı bir şekilde açıklanmıştır. Analiz kapsamında, farklı koşullarda LAMBDA ve Yeni Yöntemin performansları karşılaştırılmış ve daha yüksek doğruluk sağlanan koşullar belirlenmiştir. Çalışma, yöntemler arasındaki farkları, her birinin ele aldığı spesifik zorlukları ve farklı operasyonel senaryolar için uygunluklarını tartışmaktadır. Ayrıca, doğruluğu artırmaya yönelik öneriler sunulmuş ve yöntem seçiminin spesifik ihtiyaçlara göre optimize edilmesinin önemi vurgulanmıştır. Bu çalışma, teorik bilgiler, pratik testler ve detaylı analizleri bir araya getirerek rotasyon belirleme alanına kapsamlı bir inceleme sunmaktadır. GPS tabanlı rotasyon belirleme yöntemlerinin avantajları ve sınırlamaları ele alınmış, belirli koşullardaki performansları değerlendirilmiş ve bu alandaki gelecekteki araştırmalar için değerli içgörüler sağlanmıştır. Elde edilen sonuçlar, düşük maliyetli ekipmanlarla yüksek hassasiyet elde etme potansiyelini göstermekte ve bu alanda ilerleme kaydedilmesi için umut vaat etmektedir.
Özet (Çeviri)
This study focuses on attitude determination using two GPS receivers. The raw data required for attitude determination, along with the specific errors associated with these data, are examined in detail, and the fundamental challenges in this field are thoroughly explained. Particular emphasis is placed on the integer ambiguity problem in carrier phase data, which must be resolved to achieve high-accuracy attitude determination. This critical issue is analyzed extensively, highlighting its significance and its impact on overall system performance. An overview of attitude determination methods is presented, detailing their theoretical foundations and practical applications. Within this scope, the direct attitude determination method based on relative position is discussed, including its advantages and application details as addressed in this study. A comprehensive introduction to integer ambiguity resolution methods is also provided. The classical Least-squares AMBiguity Decorrelation Adjustment (LAMBDA) method, widely recognized in the literature, is explained in theoretical detail, emphasizing its reliability and effectiveness. The LAMBDA method aims to minimize the linearized observation equations while considering the integer nature of ambiguities. Furthermore, the New method, developed to enhance the integer ambiguity resolution process, is introduced as a promising solution. This method focuses on searching using only the fractional parts of carrier phases and minimizes the number of candidate integer ambiguities by incorporating constraints such as baseline and rotation. The equipment used in the study is described in detail, with particular emphasis on the low-cost U-blox ZED-F9P receiver and other auxiliary devices. The test procedures and analysis methods applied during the study are explained comprehensively. As part of the analysis, the performances of the LAMBDA and New methods under different conditions are compared, identifying scenarios where higher accuracy is achieved. The study discusses the differences between the methods, the specific challenges each addresses, and their suitability for various operational scenarios. Additionally, recommendations for improving accuracy are provided, emphasizing the importance of selecting methods based on specific needs and constraints. This study offers a comprehensive examination of the field of attitude determination by combining theoretical insights, practical tests, and detailed analyses. It highlights the advantages and limitations of GPS-based attitude determination methods, evaluates their performance under specific conditions, and provides valuable insights for future research in this domain. The findings demonstrate the potential for achieving high-accuracy results using low-cost equipment, offering promising prospects for advancements in this area.
Benzer Tezler
- Exploring design based learning activities in 2nd grade science classrooms
2. sınıf bilim sınıflarında tasarım tabanlı öğrenme aktivitelerinin keşfedilmesi
ÖZLEM YAPRAK BOSTANCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Eğitim ve ÖğretimOrta Doğu Teknik ÜniversitesiEğitim Programları ve Öğretimi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF ÖZTÜRK
- Yeniden yapılanma
Başlık çevirisi yok
HALİDE ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiY.DOÇ.DR. ALPASLAN FIĞLALI