Разработка и исследование алгоритма комплексирования носимого радиомодуля угломерно-дальномерной сверхширокополосной локальной навигационной системы с расширенной базой, инерциального измерительного блока и магнитометра

Автор: Петухов Никита Игоревич, Оробченко Степан Владимирович, Кочка Кирилл Владимирович, Евсеев Артем Денисович

Журнал: Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: модели, анализ и управление @vestnik-rosnou-complex-systems-models-analysis-management

Рубрика: Управление сложными системами

Статья в выпуске: 1, 2024 года.

Бесплатный доступ

В настоящее время активно исследуются и разрабатываются решения ряда таких задач позиционирования внутри помещений, как мониторинг персонала и оборудования на производстве, обеспечение контроля и управления доступом на режимных объектах и др. К наиболее перспективному варианту решения таких задач можно отнести локальные навигационные системы на базе сверхширокополосных сигналов. Однако стоимость и трудоемкость развертывания таких систем растет пропорционально количеству используемых опорных радионавигационных точек, обычно расставляемых по периметру помещения. Обеспечить требуемую точность при одновременном снижении количества используемых опорных радионавигационных точек возможно с помощью сверхширокополосных локальных навигационных систем, способных измерять несколько разнотипных навигационных параметров, к которым можно отнести угломерно-дальномерные сверхширокополосные локальные навигационные системы. Существует возможность повысить точность оценок координат потребителя за счет снижения среднеквадратического отклонения определений угла прихода сигнала с помощью увеличения расстояния между антенными элементами угломерно-дальномерных сверхширокополосных локальных навигационных систем. Однако для однобазовых фазовых пеленгаторов такой способ снижения погрешности приводит к фазовой неоднозначности измерений. Для разрешения фазовой неоднозначности привлекается дополнительная информация о курсе потребителя от дополнительного измерителя, в качестве которого может использоваться инерциальный измерительный блок. Помимо разрешения фазовой неоднозначности, комплексирование приемника сигналов сверхширокополосных локальных навигационных систем с инерциальным измерительным блоком позволяет повысить точность оценок координат.

Еще

Сверхширокополосная локальная навигационная система, радиоизмерения дальности и угла пеленга, инерциальные измерения, пешеходное счисление пути, комплексирование, сигматочечный фильтр калмана

Короткий адрес: https://sciup.org/148328279

IDR: 148328279   |   DOI: 10.18137/RNU.V9187.24.01.P.28

Список литературы Разработка и исследование алгоритма комплексирования носимого радиомодуля угломерно-дальномерной сверхширокополосной локальной навигационной системы с расширенной базой, инерциального измерительного блока и магнитометра

  • Бакитько Р.В., Дворкин В.В., Карутин С.Н. и др. ГЛОНАСС: Модернизация и перспективы развития. М.: Радиотехника, 2020. 1072 с. ISBN 978-5-93108-198-4. EDN FWGDGQ. DOI: 10.18127/В9785931081984
  • Zafari F., Gkelias A., Leung K.K. A Survey of Indoor Localization Systems and Technologies // IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2019. Vol. 21 (3). P. 2568–2599. DOI: https://doi.org/10.1109/CO MST.2019.2911558
  • Sahinoglu Z., Gezici S., Guvenc I. Ultra-Wideband Positioning Systems – Theoretical Limits, Ranging Algorithms, and Protocols. Cambridge University Press, 2008. ISBN 1139472313. DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9780511541056
  • ChugunovA.A., Zakharova E., Mitic A., Semenov V. et al. Integration of Local Ultrawideband ToA/AOA Phase Difference of Arrival System and Inertial Navigation Systems // 27th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems (ICINS). St. Petersburg, Russia, 25–27 May 2020. P. 1–8. DOI: https://doi.org/10.23919/ICINS43215.2020.9133989
  • Benzerrouk H., Nebylov A.V. Robust IMU/UWB integration for indoor pedestrian navigation // 25th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems (ICINS). St. Petersburg, Russia, 28–30 May 2018. P. 1–5. DOI: https://doi.org/10.23919/ICINS.2018.8405844
  • Feng D., Wang C., He C., Zhuang Y., Xia X.-G. Kalman-Filter-Based Integration of IMU and UWB for High-Accuracy Indoor Positioning and Navigation // IEEE Internet of Things Journal. 2020. Vol. 7. No. 4. P. 3133–3146. DOI: https://doi.org/10.1109/JIOT.2020.2965115
  • Ali R., Liu R., Nayyar A., Qureshi B., Cao Z. Tightly Coupling Fusion of UWB Ranging and IMU Pedestrian Dead Reckoning for Indoor Localization // IEEE Access. 2021. Vol. 9. P. 164206–164222. DOI: https://doi.org/10.1109/ACC ESS.2021.3132645
  • Тяпкин В.Н., Гарин Е.Н. Методы определения навигационных параметров подвижных средств с использованием спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС: монография. Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2012. 259 с. ISBN 978-5-7638-2639-5. EDN RYDPBJ.
  • Денисов В.П., Дубинин Д.В. Фазовые радиопеленгаторы. Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2002. 251 с. ISBN 5-86889-067-1. EDN XN LKZN.
  • Перов А.И. Статистическая теория радиотехнических систем: Учебное пособие. М.: Радиотехника, 2022. 840 с. ISBN 978-5-93108-224-0. DOI: 10.18127/В9785931082240
  • JulierS. J., Uhlmann J. K. Unscented filtering and nonlinear estimation // Proceedings of the IEEE. 2004. Vol. 92. No. 3. P. 401–422. DOI: https://doi.org/10.1109/JPROC .2003.823141
  • Van der Merwe R., Wan E. A. The square-root unscented Kalman filter for state and parameterestimation // IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing. Salt Lake City, UT, USA, 07–11 May 2001. Vol. 6. P. 3461–3464. DOI: https://doi.org/10.1109/ICASSP.2001.940586
Еще
Статья научная