Метод динамического выбора спутниковой навигационной системы в автономном режиме позиционирования
Ключевые слова:
навигация автономных мобильных объектов, статистический анализ навигационных данных, методы выбора системы спутникового позиционированияАннотация
На сегодняшний день перечень прикладных задач, требующих точного оперативного позиционирования, постоянно растёт. К таким задачам относятся: задачи управления группами автономных мобильных роботов, геодезические задачи высокоточного позиционирования, задачи навигации и мониторинга в интеллектуальных транспортных системах. Источником данных для оперативного позиционирования в таких задачах являются спутниковые навигационные системы. На сегодняшний день активно используются глобальные и локальные спутниковые навигационные системы: GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo. Их характеризует разная полнота развёртывания спутниковой группировки, что определяет точность оперативного позиционирования в конкретной географической точке, которая зависит числа доступных для наблюдения спутников, а также характеристик приёмника, особенностей ландшафта, погодных условий и возможности использования дифференциальных поправок.
Повсеместное использование дифференциальных поправок на данный момент невозможно ввиду того что количество стабильно работающих опорных станций ограничено - Земля покрыта ими неравномерно; надёжные сети передачи данных, необходимые для передачи дифференциальных поправок также развёрнуты не повсеместно; широкое применение нашли бюджетные версии одноканальных приёмников навигационного сигнала, не позволяющие использовать дифференциальные поправки. В этом случае возникает задача оперативного выбора системы или комбинации систем спутникового позиционирования, предоставляющей наиболее точные навигационные данные. В данной работе приведено сравнение статического и динамического методов выбора системы или комбинации систем спутникового позиционирования, обеспечивающих наиболее точное определение собственных координат объекта при использовании одноканального приёмника навигационных сигналов в автономном режиме (без использования сторонних поправок). Выбор осуществляется на основе статистического анализа данных, получаемых от систем спутникового позиционирования. При проведении анализа выполнялось сравнение результатов, сформированных при постобработке данных, полученных от спутниковых навигационных систем и уточнённых с применением дифференциальных поправок навигационных данных.
Литература
2. Хуторова О.Г. и др. Пассивное зондирование структуры коэффициента преломления радиоволн в тропосфере сетью приёмников спутниковых навигационных систем в г. Казани // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. 2011. Т. 54. № 1. С. 1–8.
3. Попов С.Г., Попов М.В. Исследование методов повышения точности навигационных // Материалы научного форума с международным участием «Неделя науки СПбПУ». 2016. С. 8–10.
4. Adrados C. et al. Global Positioning System (GPS) location accuracy improvement due to Selective Availability removal // Comptes Rendus Biologies. 2012. vol. 325. no. 2. pp. 165–170.
5. Siejka Z. Validation of the accuracy and convergence time of real time kinematic results using a single galileo navigation system // Sensors. 2018. vol. 18(8). pp. 2412.
6. Takács B., Siki Z., Markovits-Somogyi R. Extension of RTKLIB for the Calculation and Validation of Protection Levels // International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing & Spatial Information Sciences. 2017. vol. 42. 6 p.
7. Suldi A.M., Samad A.M.A., Hashim H. Feasible study on establishment of a GPS reference station // 2012 IEEE 8th International Colloquium on Signal Processing and its Applications. 2012. pp. 362–366.
8. Макаренко Г.К., Алешечкин А.М. Исследование алгоритма фильтрации при определении координат объекта по сигналам спутниковых радионавигационных систем // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. 2012. № 2-2(26). С. 15–18.
9. Гаврилов А.В. Использование фильтра Калмана для решения задач уточнения координат БПЛА // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1-1. C. 1784–1784.
10. Wans S.C. et al. Study on an intelligent fault-tolerant technique for multiple satellite configured navigation under highly dynamic conditions // Science China Information Sciences. 2011. vol. 54. pp. 529–541.
11. Hu J. et al. An extended Kalman filter and back propagation neural network algorithm positioning method based on anti-lock brake sensor and global navigation satellite system information // Sensors. vol. 18. no. 19. pp. 2753.
12. Ferrara N.G. et al. A new implementation of narrowband interference detection, characterization, and mitigation technique for a software-defined multi-GNSS receiver // GPS Solutions. 2018. vol. 22(4). pp. 106.
13. Скрыпник О.Н., Нечаев Е.Е., Арефьев Р.О. Построение и анализ полей точности GPS на основе программно-аппаратных средств NI GPS Simulation Toolkit // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. 2014. № 209. С. 5–12.
14. Дворкин В.В., Карутин С.Н. Высокоточные навигационные определения по сигналам ГНСС // Сибирский журнал науки и технологий. 2013. № 6(52). С. 70–76.
15. Guo J. et al. Multi-GNSS precise point positioning for precision agriculture // Precision Agriculture. 2018. vol. 19(5). pp. 895–911.
16. Li X. et al. Accuracy and reliability of multi-GNSS real-time precise positioning: GPS, GLONASS, BeiDou, and Galileo // Journal of Geodesy. 2015. vol. 89. no. 6. pp. 607–635.
17. Серапинас Б.Б. Глобальные системы позиционирования // М.: ИФК «Каталог». 2002. 105 с.
18. Li X. et al. Precise Positioning with Current Multi-Constellation Global Navigation Satellite Systems: GPS, GLONASS, Galileo and BeiDou // Scientific Reports. 2015. vol. 5. pp. 8328.
19. Xiaolei Y., Yongrong S., Jianye L., Jianfeng M. Fast Algorithm of Selecting Satellites for Multiple Satellite Integrated Navigation Engineering // 2009 WRI World Congress on Computer Science and Information Engineering. 2009. vol. 5. pp. 121–125.
20. The International GNSS Service. URL: http://www.igs.org/ (дата обращения: 14.09.18).
21. Курочкин Л.М., Курочкин М.А., Попов С.Г., Попов М.В. Результаты экспериментальных исследований точности позиционирования при использовании различных систем спутниковой навигации // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Информатика. Телекоммуникации. Управление. 2018. Т. 10. № 4. С. 79–88.
Опубликован
Как цитировать
Раздел
Copyright (c) 2019 Сергей Геннадьевич Попов, Владимир Сергеевич Заборовский, Леонид Михайлович Курочкин, Михаил Павлович Шарагин, Лэй Чжан
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями: Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу (Смотри The Effect of Open Access).