Технологии

Новый алгоритм обучения нейронной сети для системы ИНС/ГНСС во время потери спутникового сигнала

24 Июня 2024
Новый алгоритм обучения нейронной сети для системы ИНС/ГНСС во время потери спутникового сигнала

При применении интегрированной системы ИНС/ГНСС (инерциальная навигационная система / глобальные навигационные спутниковые системы) на неё будет влиять недостаточное количество видимых спутников, вплоть до того, что спутниковый сигнал будет полностью потерян. При этом ошибка позиционирования ИНС со временем накапливается, и точность навигации быстро снижается. Чтобы повысить производительность интеграции ИНС/ГНСС во время прерывания спутниковых сигналов, китайские исследователи использовали новый алгоритм обучения нейронной сети для интегрированной системы разведки ИНС/ ГНСС во время сбоя ГНСС – искусственную нейронную сеть на основе сильного трека и квадратно-корневого фильтра Калмана «без запаха» (SC-UKF).

Прежде всего, определяются входные и выходные данные нейронной сети для интеллектуальной интегрированной системы. Затем создаётся нелинейная модель для обновления весов во время обучения нейронной сети. Затем для итераций нелинейной модели предлагается обучение нейронной сети на основе сильного отслеживания и квадратно-корневого UKF (фильтр Калмана «без запаха»; другие варианты переводов – «нечуткий фильтр», «без нелинейного оценивая» и т.д.).

В этом алгоритме квадратный корень из матрицы ковариации состояния используется для замены матрицы ковариации в классическом UKF, чтобы избежать расхождения фильтра, вызванного отрицательной матрицей ковариации определённого состояния. Между тем, вводится сильный коэффициент отслеживания для регулировки усиления фильтра в режиме реального времени и улучшения возможности отслеживания состояния мутации.

Наконец, представлен улучшенный метод расчёта сильного коэффициента отслеживания, позволяющий уменьшить вычислительную сложность этого алгоритма.

Результаты симуляционного теста и данные полевого позиционирования показывают, что предложенный алгоритм обучения может улучшить стабильность вычислений и надёжность нейронной сети. Таким образом, накопление ошибок интеграции ИНС/ГНСС эффективно компенсируется, а затем повышается точность позиционирования интегрированной системы ИНС/ГНСС.

Работу финансировали Национальный фонд естественных наук Китая, Аспирантура Инноваций и развития практических способностей Фонда Си Цзиньпина Университета Шию и Департамент науки и технологий Провинции Шэньси.


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

По материалам открытых источников

Короткая ссылка:  vestnik-glonass.ru/~khwgA
18.07.2025
Иркутский государственный университет сообщает, что проектом «Воздействие космической погоды и эффектов многолучёвости на навигационные системы ГЛОНАСС и NAVIC при решении задач навигации объектов авиации и систем интеллектуального транспорта» руководит доктор технических наук профессор Владислав Демьянов.
18.07.2025
Исследователи из Санкт-Петербургского государственного университета разработали математический инструмент, который позволяет точно определить условия стабильной работы систем фазовой автоподстройки частоты. Эти системы используются в устройствах связи и навигации для синхронизации параметров сигналов, например, в Wi-Fi-роутере и телефоне.
17.07.2025
В условиях постоянно меняющегося городского ландшафта важно успевать за скоростью изменений. Города расширяются, здания растут, появляются новые дороги, а модели землепользования меняются, иногда даже в одночасье. Традиционно для отслеживания этих изменений требовалось проводить съёмки вручную и анализировать изображения, что занимало много времени.
16.07.2025
В настоящий момент с участием заинтересованных потребителей ведутся работы по увеличению времени автономной работы алгоритма навигации – без ГНСС. Отрабатываются при натурных испытаниях программные настройки интеграции с датчиком баровысоты, автоматическое вычисление скорости ветра на этапе полёта в зоне приёма достоверных сигналов ГНСС и автоматическая подстройка датчика воздушного потока (ДВП).

СТАТЬИ ГЛОНАСС

Киберугрозы как реальность сегодняшнего дня
В 2024 году в нашей стране было зарегистрировано более 765 тысяч правонарушений, совершённых с применением информационно-телекоммуникационных технологий, что составляет приблизительно 40% от общего объёма преступлений. Такие данные приводит новостной сайт Центра международной торговли со ссылкой на МВД РФ. В этом году их будет зарегистрировано ещё больше – можно ни разу не сомневаться. Цифровизация проникла во все сферы деятельности, сделав нашу жизнь продвинутой и комфортной – мы привыкли мгновенно оплачивать всё что хочешь через банковские приложения, управлять бизнесом в облаке, общаться в социальных сетях и одним кликом скупать содержимое маркетплейсов. Увы – вслед за этими удобствами идут массовые утечки персональных данных, промышленный шпионаж, репутационные риски, угрозы национальной безопасности и пр. Это не только экономические потери, но и серьёзные вызовы для государственного суверенитета и общественного доверия к цифровым системам.