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Integrated Aircraft Navigation

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#50477 / #4

Seit SoSe 2021

Englisch

Integrated Aircraft Navigation

6

Uijt de Haag, Maarten

Benotet

Portfolioprüfung

Englisch

Zugehörigkeit


Fakultät V

Institut für Luft- und Raumfahrt

35341700 FG Flugführung und Luftverkehr

Verkehrswesen

Kontakt


F 3

Uijt de Haag, Maarten

maarten.uijtdehaag@tu-berlin.de

http://www.ff.tu-berlin.de

Lernergebnisse

After successful completion of the course, students have: Knowledge: • Overview of the categories of navigation and position-fixing systems • Review of some basic nav systems: DME, VOR, GNSS, Inertial navigation. systems (INS) • Definition of navigation performance parameters: accuracy, integrity, availability and continuity • Overview of the navigation requirements for various applications and phases of flight for manned and unmanned aircraft (UAS) • Various approaches to integrated navigation and sensor fusion • Basics of estimation theory in the context of navigation • Kalman filters: linearized and extended • Integration mechanizations: DME/DME, DME/INS, GNSS/INS • Other non-linear estimators: unscented Kalman filter (UKF) and particle filters (PF) • Laser-based navigation and laser-scan matching • Visual odometer (VO) and Visual inertial odometer (VIO) • Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) Skills: • Know how to setup measurement equations and dynamics models for various integration approaches • Know how to setup a basic integration mechanization (using EKF and PF) or SLAM architecture • Implement these algorithms in a programming tools such as Matlab or Python • Assess the required navigation performance (e.g. accuracy and availability) of the integrated navigation system Competencies: • Identify sensors or navigation aids that could be integrated to meet certain navigation performance requirements • Address the role of integrated navigation in flight guidance for manned aircraft, unmanned aircraft systems (UAS) and urban air mobility (UAM) • Solve integrated navigation problems working in small groups

Lehrinhalte

Lecture: • Review of some basic nav systems: DME, VOR, GNSS • Definition of navigation performance parameters: accuracy, integrity, availability and continuity • Required navigation performance and performance based operation for manned and unmanned aircraft • Benefits of integrated navigation and sensor fusion • Basics of estimation theory in the context of navigation • Linear, Linearized, and Extended Kalman filters (KF, LKF, EKF) and its performance analysis • Integration mechanizations: DME/DME, DME/INS, GNSS/INS • Unscented Kalman filter (UKF) and particle filters (PF) • Laser-based navigation and laser-scan matching • Visual odometer (VO) and Visual inertial odometer (VIO) • SLAM, SLAM using EKF and PF, graph-based SLAM • Occupancy grids Tutorials: • Calculate positions using multiple navigation sensors with KF and EKF: DME/INS, GNSS/INS • Use laser scanners data to estimate change in position • Integrated laser scanners data with inertial measurements • Estimate change in position using monocular cameras • Compute the trajectory and generate a map of the environment at the same time

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Advanced Aircraft NavigationIV3534 L 660SoSeen4
ISIS-Kurssuche nach Veranstaltungen des Moduls

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Advanced Aircraft Navigation (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.04.0h60.0h
Vor-/Nachbereitung15.08.0h120.0h
180.0h(~6 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Lectures: • Presentations with examples • Demonstrations • Guest lectures Tutorials: • Presentations with examples • Demonstrations Homework: • Working on individual homework in small groups

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

• Flugführung und Luftverkehr - Grundlagen, Flugführung • Aircraft Navigation • Lineare Algebra, Analysis I • Differentialgleichungen • Kinematik und Dynamik

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache(n)

Englisch

Prüfungselemente

NamePunkteKategorieDauer/Umfang
Exam50schriftlichKeine Angabe
Homework/report35schriftlichKeine Angabe
Short Test15schriftlichKeine Angabe

Notenschlüssel

Notenschlüssel »Notenschlüssel 2: Fak IV (2)«

Gesamtpunktzahl1.01.31.72.02.32.73.03.33.74.0
100.0pt95.0pt90.0pt85.0pt80.0pt75.0pt70.0pt65.0pt60.0pt55.0pt50.0pt

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Individual: • Written exam about entire course content (lecture and tutorials) • Written short testat about specific course content (lecture and tutorials) Group: • Homework/report

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 60.

Anmeldeformalitäten

QISPOS, Prüfungsamt

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
Keine empfohlene Literatur angegeben

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Luft- und Raumfahrttechnik (M. Sc.)113SoSe 2021SoSe 2025

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Sonstiges

Keine Angabe