Diseño de un Prototipo de Sistema de Navegación GPS/INS con Redundancia a Nivel de Sistema
Diseñar y construir el prototipo de un sistema de navegación integrando el Sistema de Posicionamiento Global y un Sistema de Navegación Inercial.
El presente documento es una propuesta de trabajo de graduación teórico-práctico, en el cual se desarrollará un prototipo de sistema de navegación que contará con la integración de dispositivos con funcionalidades de Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y Sistema de Navegación Inercial (INS). Esta combinación de dispositivos nos permitirá obtener datos de navegación de manera precisa, puesto que el GPS provee una posición precisa que no se degrada con el tiempo, mientras el INS provee posición autónoma, de alta frecuencia y de bajo ruido, la cual no es susceptible a interferencia o sabotaje.
En el mundo moderno el GPS es utilizado en muchos ámbitos, como la agricultura (monitoreo de animales de crianza), el deporte (medición de rendimiento de atletas), uso militar, salvamento y rescate, pero principalmente para la navegación terrestre, marítima y aérea. El prototipo utilizará módulos GPS de bajo costo, los cuales poseen una precisión máxima de 5 metros y son susceptibles al ruido generado por edificios cercanos a estos, a la vez que se utilizarán Unidades de Medición Inerciales (IMU), como acelerómetros y giroscopios para el INS, que al igual que los dispositivos GPS, por lo que la precisión de estos es bastante baja. Este prototipo será un sistema redundante, que se define como aquellos en los que se repiten datos o hardware de carácter crítico para asegurarlos ante cualquier posible problema que pueda surgir por su uso continuo [3]. El objetivo de esto es mejorar la precisión de los sensores de gama baja previamente mencionados, ya que la redundancia puede mejorar el desempeño de la integración entre GPS y INS [4]. El prototipo obtendrá los datos de 2 receptores GPS y varios IMUs, para luego procesarlos, aplicando la teoría del error y el filtro Kalman para obtener como resultado los datos de una navegación con un grado de precisión exponencialmente mayor al uso de un sistema GPS/INS sin redundancia.