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
11.03.2025
В Экспоцентре города Москвы 22 апреля 2025 года состоится XVIII Международный навигационный форум - «Навитех-2025». Это ключевое событие в сфере использования навигационных и космических информационных технологий в России и странах ЕАЭС. В 2025 году программа форума направлена на комплексное развитие навигационной сферы, а также на интересы крупных заказчиков, производителей, интеграторов, разработчиков и поставщиков. Цель — построение прозрачного и предметного двустороннего сотрудничества.
28.02.2025
В Московском физико-техническом институте (МФТИ) создан испытательный центр, который будет заниматься тестированием спутников формата CubeSat.
21.01.2025
Ученые лаборатории космических систем и технологий Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» с помощью спутниковых сигналов навигационных систем ГЛОНАСС, GPS, Galileo и Beidou исследовали ледовый покров озер Иткуль и Шира в заповеднике Хакассии. В результате удалось получить информацию о толщине ледового покрова, его прочности, влажности, солености и температуры.
16.01.2025
Специалисты Центра исследования и разработки беспилотного транспорта подготовили рабочее место для аналитиков в салоне трамвая. Они тестируют базовые функции, а также установленные камеры, радары и лидары. Последние позволяют определять расстояние до объектов с точностью до двух сантиметров и обеспечивают обзор на 360 градусов.

СТАТЬИ ГЛОНАСС

НАВИГАЦИОННОЕ ПРАВО. Отрасль ли или фикция?
В юридической науке и нормотворческой практике применяется широко термин «отрасль права/отрасль законодательства». Одни теоретики их отождествляют, то есть полагают синонимами. Другие, различая право и закон, полагают их различными. То есть соотносящимися как содержание и форма. Практикам-«неюристам» эта дискуссионность неинтересна. Для них важен качественный нормативный документ как инструмент повседневной деятельности. Но на деле этот кажущийся схоластическим вопрос имеет вполне земное значение, касающееся каждого из нас. Особенно ярко это проявляется в сфере навигации, когда уже поголовно все население, исключая грудничков, обладает смартфонами, а значит, потенциально все эти владельцы – «субъекты персональной навигации». О классическом транспорте и субъектах еще более 50 видов экономической деятельности говорить не приходится. Не будет преувеличением сказать, что «география» применения навигационной информации, как продукта одного конкретного вида экономической деятельности, стала самой широкой в жизнедеятельности общества, обогнав связь и энергетику.
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.