Robust navigation with GPS/INS and adaptive beamforming

Denna rapport består av två delar, Integrering av tröghetsnavigering och GPS samt Adaptiv lobformning för GPS med en gruppantenn. GPS och tröghetsnavigering har komplementära egenskaper. Därför ger en integrering bättre navigeringsprestanda och robusthet än systemen var för sig. I den första delen av rapporten presenteras ett tätt kopplat navigeringsfilter baserat på kod-pseudoavståndsmätningar och signaler från tröghetssensorer liknande Litton LN200. Filtret används vid en jämförelse av fallen med en ensam GPS-mottagare och en differentiell GPS (två mottagare). Navigeringsfiltret är en Kalmanestimator (EKF) vilken som observationer använder kombinationer av GPS-pseudoavstånd och pseudoavstånd predikterade av tröghetsnavigeringen. Systematiska fel i tröghetssensorerna estimeras och kompenseras för, vilket ger en förbättrad navigeringsprestanda också under perioder utan GPS-stöd. Resultat presenteras i form av simuleringar där olika integreringsmetoder testas med satellitbortfall, olika flygbanor och atmosfärspåverkan av signalerna. De mottagna GPS-signalerna är extremt svaga och därför känsliga för störningar. Den andra delen av rapporten visar hur störfastheten hos det GPS/INS-baserade navigeringssystemet kan förbättras ytterligare med hjälp av adaptiv lobformning. Störfasthet och prestanda för lobformningsalgoritmen LCMV testas i statiska simuleringsscenarier för flera störare och olika antal antennelement. Navigeringsprestanda undersöks för en flygande farkost i ett dynamiskt scenario med svår störning från luftburna störare. Med den effektivaste lobformningsalgoritmen, parallella LCMV, ökar det ekvivalenta C/N0 med över 40 dB i det dynamiska scenariot.