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
20.07.2026
Специалисты Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» РАН разработали инновационный метод навигации роботов, который основывается на топологическом картировании и описании структур с помощью датчиков. Этот подход позволяет роботам ориентироваться в пространстве с минимальными затратами памяти.
16.07.2026
В Институте ИИ МФТИ разработали систему локализации MSSPlace, которая объединяет данные с камер, лидаров и семантических карт, позволяя роботам точно определять своё местоположение в любых условиях. Это особенно важно для создания адаптивных дронов, беспилотных автомобилей, роботов-уборщиков и курьеров, способных ориентироваться в меняющейся среде. Исследование опубликовано в журнале IEEE Access.
10.07.2026
Современные навигационные системы в значительной степени полагаются на глобальные спутниковые сети, сигналы которых могут быть нарушены или недоступны. В качестве альтернативы выступают визуально-инерциальные навигационные системы (ВИНС), которые определяют положение и ориентацию объекта, используя данные с акселерометров и гироскопов в сочетании с видеосигналом от бортовой камеры. Сопоставляя визуальные ориентиры с окружающей средой, ВИНС значительно снижает накопление ошибок по сравнению с чисто инерциальными системами.
08.07.2026
В Московском авиационном институте успешно завершились испытания инновационной антенны для малого спутника-ретранслятора, предназначенного для российской миссии «Венера-Д». Кубсат с этой антенной будет обеспечивать связь исследовательских аппаратов с Землей.

СТАТЬИ ГЛОНАСС