İnsansız hava araçları için bütünleşik seyir sisteminin geliştirilmesi ve gerçekleştirilmesi
Development and implementation of an integrated navigation system for unmanned aerial vehicles
Yazar: ERSİN GÖNÜL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. YAKUP ÖZKAZANÇ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: GPS = Global Positioning System ; INS = INS

Özet:
İnsansız hava araçlarının hassas kontrolü ve uzaktan takibi için aracın yöneliminin, irtifasının, konumunun ve hızının bilinmesi gerekir. Bunun için ataletsel seyir sistemleri, hava veri bilgisayarları, manyetik algılayıcılar ve küresel konumlandırma gibi algılama sistemleri bir arada kullanılarak araç için gerçek zamanlı veri sağlanmaktadır. Bu tezde, MEMS tabanlı ataletsel algılayıcıların, hava verisi ve manyetik algılayıcılar ile küresel konumlandırma sisteminin tek bir donanımda entegre edilmesini sağlayacak bir sistemin geliştirmesi hedeflenmiştir. Bütünleştirme algoritmaları geliştirilerek tüm algılayıcılardan maksimum faydanın alınabilmesi amaçlanmıştır.Yönelim hesabı, jiroskop, ivmeölçer ve manyetometre kullanılarak yapılmaktadır. Manyetik baş açısı hesabı için manyetorezistif algılayıcı ve yönelim bilgisi kullanılmaktadır. Hava veri bilgisayarı hesaplamaları hava basıncı ve hava sıcaklığı algılayıcıları kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Dikey yükseklik kanalı ivmeölçer kullanılarak düzeltilmektedir. Ataletsel algılayıcılar ile de konum ve hız hesaplanmakta ve GPS yardımcı kaynak olarak kullanılarak hesaplamalar düzeltilmektedir.Geliştirilen ve gerçeklenen seyir sistemi ile yukarıda sayılan sistemler tek bir donanım ile birleştirmiş ve uygun birleştirme algoritmaları ile insansız bir hava aracı için gerekli seyir bilgileri gerçek zamanlı olarak hesaplanmıştır.

Abstract:
Precise control and remote monitoring of UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) are provided by accurate determination of vehicle attitude, altitude, position and speed. Therefore inertial navigation systems, air data systems, magnetic compass and global positioning systems are used together to provide real-time measurements about the vehicle. This thesis describes integration of MEMS based inertial sensors, air data transducers, magnetic sensors and GPS receiver on the same hardware. The complementary algorithms are developed to integrate all systems to gain maximum profit.Attitude calculation is implemented by using gyroscope, accelerometer and magneto resistive sensors. Magnetic heading computation is implemented with using magneto resistive sensor and attitude data which is generated by attitude computer. Air data computer computations are implemented with using pressure and temperature sensors. Vertical channel stabilization is implemented with using accelerometer as aiding source. Although GPS receiver is the main source of position and velocity, it is used for aiding source to bound errors of the position and velocity which are calculated using inertial sensors.All mentioned systems are integrated into the single hardware and required calculations are implemented to provide real-time data for unmanned aerial vehicles.