Ataletsel sensör parametrelerinin navigasyon başarımına etkilerinin incelenmesi
An investigation of inertial sensors parameters on navigation performance
Yazar: GÖKHAN ALKAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ YAKUP SABRİ ÖZKAZANÇ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında ataletsel sensörlerin sahip olduğu rastlantısal hataların konum hesaplama algoritmalarında ne kadarlık bir hata bütçesine sahip olduğunun anlaşılmasına yönelik bir yöntem sunulmaya çalışılmıştır. Mevcut literatürde navigasyon algoritmalarının hatalarının belirlenebilmesi için Monte-Carlo veya Kovaryans Analizi gibi yöntemler bulunmaktadır. Bu çalışma kapsamında doğrudan doğrusal sensör modeli üzerinden bir yöntem önerilmektedir. Ataletsel bir sensör verisinin üzerinde bulunan sadece rastgele hatalar, yani gürültü bileşeni konum hesabında ne kadarlık bir sapmaya neden olur sorusuna cevap aranmıştır. Bu amaçla çalışmanın öncelikli odağı bir ataletsel sensörün hareket olmayan durum için doğrusal bir modelinin çıkarılması olmuştur. Rastlantısal olmayan diğer hataların etkisinin ayırt edilebilmesi için hareket olmayan durum ve veri ortalamasının sıfır olması modelleme işlemi için ilk adım olmuştur. Sabit pozisyondaki sensör verisi ve benzetim ortamında oluşturulan beyaz gürültü verisi kullanılarak Kanonik Korelasyon Analizi ile her sensör için doğrusal bir model elde edilmiştir.  Elde edilen model kullanılarak en temel şekilde bir konum hesaplama işlemi gerçekleştirilmiş ve olası hata değerleri hesaplanarak sensör performansı için bir analiz ortaya konulmuştur. Çalışmanın önemi ataletsel sensörlerin performansını önemli ölçüde belirleyen gürültü karakteristiklerine göre neden olacakları konum hatalarının anlaşılmasını sağlıyor olmasıdır.

Abstract:
In this master science thesis the method to determine the error budget of the stochastic errors on inertial sensors when they are used in a navigation algorithm is tried to present. The current literature has some tools for this purpose such as Monte-Carlo or Covarince Analysis. However in this statement the analysis will be done with directly by the linear sensor model as different from the others. That is the main object of this work that to calculate the position error which is only caused by the stochastic errors on inertial sensors, the noise term on the other words. To that end the initial focus of the thesis is modelling the sensor by using its data that means system identification. The static position sensor data and simulated white noise data have been used for modelling the sensor by Canocical Correlation Analysis method. The zero input and zero mean data have been used to election of the other deterministic errors on the sensor systems. The preliminary navigation algorithm is applied to calculate the position with its potential error then it is possible to analyze the performance of the inertial sensor. The significance of this study is the determination of the total position error caused from only the noise term on inertial sensor data which detects the performance considerably level.