Modele oceny dokładności i niezawodności systemów nawigacyjnych opartych na żyroskopach światłowodowych

Systemy nawigacyjne oparte na żyroskopach światłowodowych (FOG) są szeroko stosowane w aplikacjach autonomicznych, lotniczych oraz naziemnych ze względu na wysoką stabilność i niezależność od zewnętrznych sygnałów nawigacyjnych. Chociaż osiągnięto znaczący postęp w poprawie parametrów FOG na poziomie czujnika, znacznie mniej badań poświęcono wpływowi resztkowych błędów żyroskopu na poziomie systemowym, szczególnie w okresach niedostępności sygnału GNSS. Niniejsza praca wypełnia tę lukę poprzez analizę dokładności i niezawodności nawigacji w inercyjnych systemach nawigacyjnych opartych na FOG w różnych trybach pracy: z wspomaganiem GNSS, bez wspomagania oraz z okresowym wspomaganiem. Matematyczny model nawigacji został zaimplementowany w środowisku MATLAB/Simulink w celu oceny propagacji błędów. Wydajność systemu oceniano przy użyciu praktycznych miar, takich jak dryf kursu, narastanie błędu położenia oraz efektywność odzyskiwania dokładności po przywróceniu sygnału GNSS. Wyniki symulacji pokazują, że podczas nawigacji bez wspomagania błędy kursu osiągają około 2–3 stopnie w czasie 600–900 sekund, natomiast błędy położenia rosną do 40–80 metrów w trakcie 300–600 sekund zaniku sygnału GNSS. Po ponownym pozyskaniu sygnału GNSS obserwuje się redukcję błędów o 80–90% w ciągu 30–60 sekund. Uzyskane wyniki wskazują, że modelowanie na poziomie systemowym może znacząco zwiększyć niezawodność nawigacji bez konieczności modyfikacji sprzętu FOG.