DESIGNING A PRELIMINARY FDIR OF A HYBRID IMU/GNSS NAVIGATION UNIT FOR LAUNCHERS

La navigazione convezionale per i lanciatori, basata su sistemi di tipo inerziale, tende a divergere a causa di accumulazione di errori, imponendo importanti limitazioni alla durata del lancio e alla precisione dell'iniezione in orbita, rendendo necessarie IMU molto costose per ottenere l'accuratezza richiesta. Un'alternativa promettente per abbassare i costi dell'unitá di navigazione arriva dall'integrazione di un sistema inerziale con una soluzione ottenuta dal GNSS, attraverso un filtro di Kalman, ottenendo cosí una unitá di navigazione ibrida, che permette di utilizzare sensori inerziali di grado inferiore e ridurre gli errori attraverso l'integrazione tra sensori. La complessitá di questo nuovo sistema e la criticitá dell'applicazione per cui é pensata rendono necessaria l'introduzione di un FDIR, che é un importante strumento per ridurre l'effetto di eventuali errori e rendere il sistema robusto. Il sistema FDIR é strutturato su pú livelli in maniera gerarchica, e costituisce l'ultima linea di difesa dell'unitá di navigazione. Naturalmente, non tutti gli errori possono essere recuperati attraverso azioni correttive a bordo del lanciatore, perció quest'analisi é stata eseguita con particolare attenzione agli aspetti software. Dopo una lunga ricerca in letteratura riguardo lo stato dell'arte e alcune analisi previe, é stato progettato un sistema FDIR per una unitá di navigazione ibrida per lanciatori basata su un architettura proposta da SENER Aeroespacial. Lo studio effettuato include la progettazione completa della logica e la selezione ed implementazione di algoritmi semplici ed avanzati per il rilevamento di outliers e per il recupero del sistema, focalizzando l'attenzione su l'acquisizione dei dati provenienti dai sensori e sugli eventuali errori che é possibile riprodurre nel simulatore sviluppato in SENER Aeroespacial. Il sistema é stato integrato con successo nel simulatore, insieme ad un modello di Fault Injection progettato per introdurre nell'unitá di navigazione gli errori rilevanti per questa analisis. Infine, una campagna di validazione degli algoritmi é stata eseguita. I risultati di queste simulazioni mostrano le ottime prestazioni della parte relativa al GNSS, mentre l'impossibilitá di accedere ai residui dei dati della IMU ha causato non pochi problemi riguardo il rilevamento di outliers in detti sensori. Gli algoritmi implementati presentano prestazioni medie in condizioni particolari e la loro implementazione deve essere oggetto di futuri studi.