Integração GPS/INS utilizando sensores inerciais baseados em sistemas microeletromecânicos (MEMS)

Abstract

Resumo: A necessidade de aquisição de grandes volumes de informação de posicionamento temimpulsionado a pesquisa na direção da integração de sistemas de medição que otimizem otempo e o custo dos levantamentos geodésicos. A integração GPS/INS procura estaotimização, mas enfrenta desafios quanto ao alto custo de aquisição e desenvolvimento deinstrumentos. Além disso, também são exigidos desenvolvimentos computacionaisespecíficos para diversas aplicações. Portanto, neste trabalho de tese é proposta umametodologia relativamente simples para o uso da integração GPS/INS para a avaliação deUnidades de Medição Inercial (IMU) baseadas em Sistemas MicroEletroMecânicos (MEMS).Atualmente, tais dispositivos MEMS podem ser considerados de baixo custo e representamuma abordagem acessível para a pesquisa. Embora os níveis de desempenho de tais sistemasainda sejam inferiores aos necessários para a maioria das aplicações geodésicas,procedimentos desenvolvidos neste trabalho podem ser utilizados quando estiveremdisponíveis sensores inerciais MEMS com desempenho adequado para medições de altaprecisão. Aqui foram utilizadas medições de sensores considerados de alta precisão paraestabelecer referências para as medições dos sensores MEMS. Assim, mostra-se que osdispositivos MEMS são adequados atualmente para a pesquisa de instrumentação geodésicade baixo custo. Com isso, este trabalho se enquadra dentro das diretivas de pesquisasestratégicas atuais, que procuram tornar acessíveis novas metodologias e tecnologias para oposicionamento geodésico.

Abstract: The need of acquisition of great volumes of positioning information has been driving theresearch in the direction of the integration of measurement systems for the time and costoptimization of the geodetic surveying. The GPS/INS integration search for this optimization,but it faces challenges related to the high acquisition cost and development of instruments.Besides that, specific computing developments are required to several applications Therefore,in this work a somewhat straightforward methodology to the use of GPS/INS integration tothe evaluation of MicroElectroMechanical Systems (MEMS) Inertial Measurement Units(IMU) is proposed. Nowadays, such MEMS devices can be considered of low cost and theyrepresent an accessible approach for the research. Although the levels of performance of suchsystems are still inadequate for the most of the geodetic applications, the proceduresdeveloped here can be used when MEMS inertial sensors with satisfactory performance willbe available. In this work high precision sensor measurements are used to establish referencesto the MEMS sensors measurements. This thesis work shows that the MEMS devices arecurrently suitable for the low cost geodetic instrumentation research. Consequently, it isrelated to the directives of current strategic researches that try to turn accessible newmethodologies and technologies for the geodesic positioning.