Технологии

Метод идентификации и обработки сигналов ГНСС вне зоны прямой видимости

6 Марта 2024
Метод идентификации и обработки сигналов ГНСС вне зоны прямой видимости

Команда исследователей из Уханьского университета и Университета информационной инженерии, Чжэнчжоу, предложила алгоритм идентификации и обработки сигналов ГНСС (ГЛОНАСС, GPS, BeiDou и Galileo) вне зоны прямой видимости (NLOS) с использованием метода «случайных деревьев» и факторного анализа с визуальными метками.

Большое количество пользователей глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) и частые требования к позиционированию в городах, а также сложность городских сценариев создают множество проблем для точности и надёжности позиционирования. Поскольку городская среда, как правило, страдает от условий приёма сигнала ГНСС NLOS, что приводит к большим ошибкам измерения дальности, идентификация и обработка сигнала NLOS имеют большое значение.

Обычно визуальная камера может отражать реальную окклюзию (непроходимость), а машинное обучение эффективно и точно обрабатывает различные типы функций. Поэтому предлагается алгоритм, сочетающий в себе преимущества обоих методов.

Во-первых, метки NLOS генерируются с использованием комбинации инерциальной навигационной системы (INS) и камеры «рыбий глаз», а также девяти характеристик, а именно угла места, отношения сигнал/шум (SNR), магнитуд колебаний SNR, согласованностей псевдодальности и ошибок многолучевого распространения псевдодальности на двух частотах.

Затем, чтобы повысить эффективность и избежать лжевзаимосвязей, девять исходных признаков посредством факторного анализа объединяются в три общих фактора, и эти три фактора можно хорошо интерпретировать.

Наконец, разработана модель идентификации сигнала NLOS, основанная на алгоритме «случайных деревьев» (RF). Кроме того, для улучшения характеристик точного позиционирования точки (PPP) схема взвешивания, основанная на угле места и SNR, оптимизируется в соответствии с вероятностью возникновения NLOS.

В ходе эксперимента радиочастотная модель обучается с использованием встроенных динамических двухчастотных мульти-ГНСС-данных, собранных приёмником, а затем выполняется проверка с использованием данных, собранных в Ухане и Чжэнчжоу.

Результаты экспериментов показывают, что по сравнению с алгоритмами дерева решений с градиентным усилением (GBDT), машины опорных векторов (SVM), наивного байесовского классификатора (NB) и алгоритмов свёрточной нейронной сети (CNN), RF-модель показывает превосходную производительность. При достижении точности 87,5% и 72,5% для локальных и удалённых наборов тестовых данных соответственно, RF-модель требует всего 12,2 мс для классификации LOS/NLOS с момента появления сигнала. Более того, благодаря факторному анализу эффективность вычислений повышается на 29,5% для всех пяти алгоритмов. Кроме того, точность и стабильность некомбинированного PPP улучшаются с использованием предложенной стратегии взвешивания.


Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный Telegram-канал

По материалам открытых источников

Короткая ссылка:  vestnik-glonass.ru/~TnG0Z
16.05.2024
Создание интегрированной информационно- коммуникационной среды, обеспечивающей потребности федеральных ведомств и хозяйствующих субъектов российской экономики в информации, неразрывно связано с использованием национальной навигационной системы ГЛОНАСС. Для эффективного применения космических данных необходимо постоянное совершенствование орбитальной и наземной инфраструктур системы, заявил исполнительный директор Ассоциации «ГЛОНАСС/ГНСС-Форум» Владимир Климов.
16.05.2024
Подразделение оборонных инноваций (DIU) Минобороны США объявило о приёме заявок на участие в Программе перехода на квантовые датчики (TQS), целью которой является повышение возможностей вооружённых сил США с помощью передовых квантовых технологий.
15.05.2024
Анонсированный вице-премьером Денисом Мантуровым новый национальный проект, направленный на усиление позиций России в космосе, должен, в первую очередь, быть нацелен на более эффективное применение космических технологий в экономике и жизни людей. Заказ на развитие космических технологий должен идти, в первую очередь, от хозяйствующих субъектов. Об этом заявил эксперт Ассоциации «ГЛОНАСС/ГНСС-Форум» Олег Слепец в беседе с журналом «Вестник ГЛОНАСС».
14.05.2024
Сегодня экономика и национальная безопасность государства все больше становятся связаны с такими передовыми технологиями как навигация, связь, дистанционное зондирование Земли. Для эффективного использования имеющихся ресурсов необходима интеграция этих технологий на системном уровне, заявил исполнительный директор Ассоциации «ГЛОНАСС/ГНСС-Форум» Владимир Климов.

СТАТЬИ ГЛОНАСС

Необходим поиск отечественных специалистов в области кибербезопасности сельского хозяйства
Перспективы реализации дорожной карты одного из направлений Национальной технологической инициативы (НТИ) в области сельского хозяйства, по просьбе журнала «Вестник ГЛОНАСС», оценил эксперт в навигационно-информационной сфере Семён Видный. В современных, быстроизменяющихся условиях особого решения требуют вопросы безопасности (направление SafeNet), тем более на таком значимом для государства агросекторе. В этом направлении на данный момент – огромное количество профессиональных участников. Но большинство из них используют иностранные наработки, что в настоящий момент и на перспективу неприемлемо. Также все профессионалы никогда не занимались этим специфическим сектором экономики – сельским хозяйством. Так что здесь придётся ещё поискать участников.
Аграриям предстоит работать в одной системе координат
Как известно, основой современного цифрового агрокомплекса является картогорафирование. Семён Видный, эксперт в области применения современных навигационно-информационных технологий в сельском хозяйстве поделился с читателями журнала «Вестник ГЛОНАСС» с кругом решаемых проблем при обработке массивов картографических данных. Таким образом, выяснилось, что все используют данные в различных системах координат, но пытаются укладывать их на одну картографическую основу и, соответственно, получают нестыковки и ошибки. Всё это приводит к тому, что используемые данные из Роскадастра, из Центров химизации и от высокоточных источников (данные дистанционного зондирования Земли, данные с беспилотников и высокоточных навигационных или геодезических приборов) не состыковываются друг с другом и только вводят в заблуждение сельхозтоваропроизводителей и собственников сельхозземель. И это также отражается на отношениях со смежными землепользователями.