Stage - Etude d'Alignement d'Une Centrale Inertielle par Méthode « Inertial Frame Alignment » H/F Safran

Une centrale inertielle est un équipement dont le but est de fournir à chaque instant sa position, sa vitesse et son orientation. Elle est constituée entres autres :
- De capteurs inertiels (gyromètres et accéléromètres) permettant d'estimer la quantité de mouvement subie par le porteur,
- De capteurs non-inertiels (baromètre, odomètre, loch, récepteur GNSS, caméra, ...) améliorant la localisation du porteur à l'aide d'un algorithme de fusion de données (généralement un Filtre de Kalman Etendu).

Les systèmes de navigation inertielle nécessitent une phase d'initialisation appelée alignement qui a pour but principal d'estimer l'orientation de la centrale par rapport au Nord et à la verticale.
Les méthodes classiques d'alignement, de type gyrocompas, s'appuient sur la comparaison des informations de localisation position ou vitesse de la centrale avec des informations de capteurs externes : recalage vitesse nulle à l'arrêt, loch, GNSS, odomètre...
Une approche alternative, appelée Inertial Frame Alignement, consiste à :
- Reconstituer la trajectoire du vecteur pesanteur dans un repère inertiel,
- Exploiter le fait que ce vecteur décrit un cône autour de l'axe de rotation de la terre.
- En déduire la position de l'axe de rotation de la terre et la pesanteur par rapport à la centrale inertielle,
- En déduire les attitudes du porteur : Cap, tangage et roulis.
La méthode, déjà documentée pour des alignements statiques devrait avoir le potentiel pour être utilisée lors d'un alignement en mouvement.

Objectifs du stage :
- Développer et évaluer en simulation un algorithme d'alignement IFA,
- Expliciter les principes de la méthode avec des outils 3D adaptés à la problématique,
- Positionner ce principe vis-à-vis de l'état de l'art : identifier les avantages et les limites de la méthode en comparaison avec les techniques classiques d'alignement (avec filtres de Kalman ou filtres Invariants) : complexité, sensibilité aux mouvements, aux vibrations, à la latitude, à la durée d'alignement, aux erreurs des capteurs inertiels,...

Les travaux du stage consistent à :
- Acquérir la connaissance du fonctionnement des centrales inertielles et en, particulier de la problématique d'initialisation ou alignement,
- Mener une étude bibliographique sur la méthode IFA,
- Définir et simuler les algorithmes d'alignement IFA selon plusieurs scénarios :
o En statique,
o Avec mouvements angulaires pendant l'alignement,
o Avec mouvements de translation pendant l'alignement,
- Vulgariser cette méthode à l'aide d'outils adaptés : simulations, animations 3D...
- Évaluer les performances de la méthode IFA à partir de données d'essais réelles ou de données simulées,
- Comparer avec les méthodes classiques d'alignement.