| dc.description.abstract | Undervannsbåter er avhengige av et treghetsnavigasjonssystem (TNS) for å kunne beregne egen posisjon når de er neddykket. Denne oppgaven vil se nærmere på et skrogfast TNS som er i bruk på de norske undervannsbåtene av Ula-klassen. Systemet består av gyroskop og akselerometre, samt en datamaskin for å kunne beregne fartøyets orientering, hastighet og posisjon i tre dimensjoner. Sensorene er av høy nøyaktighetsklasse, som gjør at posisjonsnøyaktigheten er god selv etter lengre tids neddykkede operasjoner. For å øke ytelsen til systemet, kan det tilføres ekstern hastighets- og posisjonsinformasjon. Hastighet måles relativt vannet av en elektromagnetisk logg, dybden måles av en trykkmåler og posisjonen kan måles ved hjelp av GPS, Loran C eller som manuelle posisjonsoppdateringer. Disse sensorene er av naturlige grunner ikke tilgjengelige hele tiden, og har også forskjellig nøyaktighet av natur. Systemet tar hensyn til det ved måleoppdateringer. Oppgaven har som formål å finne mer ut om hvilke parametre som ligger til grunn i det aktuelle TNSet og hvilken ytelse det gir, spesielt i forhold til posisjonsnøyaktighet. Siden det ikke var mulig å gjennomføre laboratoriumsforsøk for å teste systemet, har enhetene blitt testet mens de har vært montert om bord. Det er gjennomført logginger langs kai, i tørrdokk og i sjøen under forskjellige forhold. Dataene har vært utfordrende å analysere, gitt den store mengden, unøyaktig spesifikasjon av loggingsgrensesnittet og ingen informasjon om hvordan dataene prosesseres internt i TNSet. Det er kjent at det ligger et Kalmanfilter til grunn, så det er lagt vekt på å utlede en generell modell for feilestimering i et TNS, og hvordan lineær estimeringsteori kommer til anvendelse i denne sammenhengen. Loggingen fra fartøyene i dokk er spesielt nyttig, siden fasiten er kjent for både posisjon, hastighet, akselerasjon og orientering. Alle målinger som indikerer noe annet er feil, og dermed kan feilkildene i treghetssensorene klassifiseres og kvantifiseres. Konstantfeil og hvitstøy i akselerometrene og gyroene blir estimert på grunnlag av dokkdataene. Parametrene fra den statiske analysen blir deretter benyttet i et eget Kalmanfilter, som på grunnlag av de loggede dataene skal forsøke å estimere størrelsen på de andre feilkildene i systemet. Dette viser seg å være vanskelig for annet enn korte tidsperioder om gangen på grunn av tydelig umodellert dynamikk i forhold til det virkelige TNSet, og generelt unøyaktige estimat fra den statiske analysen av dokkdataene. Likevel er verdiene som analysen gir fornuftige i forhold til forventede verdier. Oppgaven er gjennomført med god hjelp fra Forsvarets forskningsinstitutt, Sjøforsvaret og Forsvarets logistikkorganisasjon, og arbeidet vil mest sannsynlig bli videreført. | nb_NO |
