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
15.09.2025
Соединить миллиарды транзисторов в интегральную схему на современном уровне технологий достаточно просто. Соединить даже два кубита так, чтобы изменение квантового состояния одного влияло на состояние другого, – нетривиальная задача. Такое соединение кубитов называется запутанностью. Впрочем, некоторые российские физики предпочитают термин «перепутанность».
12.09.2025
В настоящее время активно идет процесс цифровизации, который включает внедрение Интернета вещей (IoT), автоматизацию и дистанционное управление. Этот переход обусловлен необходимостью устранения разрозненности, обеспечения взаимодействия и актуализации используемых данных.
09.09.2025
В России разрабатывается новый среднеширотный нагревный стенд, который будет использовать мощное излучение для модификации ионосферы Земли. Это может привести к созданию искусственного полярного сияния. Речь идёт об установке Национального гелиогеофизического комплекса РАН (НГК РАН), которую строят в Иркутской области.
03.09.2025
В России появился Центр коллективного пользования, специализирующийся на навигационных технологиях. Центр создан для разработки и тестирования стратегических высокоточных систем, обеспечивающих координатно-временное обеспечение страны.
«Центр высокоточной навигации, позиционирования и систем сбора пространственных данных» открыт на базе Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК).

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.