Gradiometria di gravità e corrispondenza delle mappe: un aiuto per i sistemi di navigazione inerziale degli aerei

Titolo originale:

Gravity Gradiometry and Map Matching: An Aid to Aircraft Inertial Navigation Systems

Contenuto del libro:

I sistemi di navigazione inerziale (INS) offrono informazioni di navigazione passive, per tutte le stagioni e innegabili, che i clienti militari considerano spesso come punti di forza particolarmente interessanti.

Sfortunatamente, gli aviatori e gli ingegneri devono ancora fare i conti con gli errori di posizione dovuti alla deriva degli INS e gli ausili alla navigazione in genere ne sminuiscono i punti di forza. Alla conferenza Air, Space and Cyberspace in the 21st Century di quest'anno, il Capo di Stato Maggiore dell'Aeronautica ha identificato il Global Positioning System (GPS) come una vulnerabilità ampiamente nota e sfruttabile, affermando che è fondamentale che le forze congiunte riducano la dipendenza dal GPS.

I recenti progressi offrono l'opportunità di strumenti a gradiente di gravità (GGI), che misurano le derivate spaziali del vettore gravità, per aiutare un INS e preservarne i punti di forza. Questa tesi dimostra che un GGI e un GAME (map matching enhanced) migliorano l'accuratezza della navigazione, presenta le condizioni che rendono il GAME fattibile per gli aerei e identifica le opportunità di miglioramento. La metodologia comprende modelli e algoritmi al computer, in cui il GGI e il map matching aiutano l'INS attraverso un filtro di Kalman.

Le simulazioni riguardano diversi terreni, altitudini, velocità, durate di volo, derive dell'INS, velocità di aggiornamento, componenti del tensore del gradiente di gravità, livelli di rumore del GGI e delle mappe, risoluzioni delle mappe e livelli di interpolazione. Sebbene il GAME, con la tecnologia attuale, appaia utile solo per i voli a lungo raggio e di lunga durata, le tecnologie previste tra 10 anni promettono un ampio spettro di scenari in cui il GAME potrebbe fornire grandi ritorni sugli investimenti e dominare il mercato della navigazione sicura e segreta.