Исследование технологии сверхширокополосных радиосигналов для решения задачи позиционирования внутри помещений
Авторы: Новичков А.Р., Гончаров И.К., Егорушкин А.Ю., Фащевский Н.Н.
Опубликовано в выпуске: #12(120)/2021
DOI: 10.18698/2308-6033-2021-12-2140
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Инновационные технологии в аэрокосмической деятельности
Рассмотрен процесс разработки системы локального позиционирования с помощью системы сверхширокополосных радиосигналов и ее интеграции с бесплатформенной инерциальной навигационной системой (БИНС). В качестве радионавигационной системы использована система на базе технологии Ultra-Wide Band (UWB). Представлен обзор разработанного экспериментального образца комплексированной навигационной системы. Для получения навигационного решения применяются алгоритмы расчета позиции с использованием времени распространения радиосигнала. В работе представлен анализ точности алгоритмов определения дальности Single-Sided Two-Way Ranging, Double-Sided Two-Way Ranging с помощью радиомодуля UWB. Выполнено моделирование ошибок инерциальной навигационной системы и получены предельно допустимые параметры ошибок чувствительных элементов для комплексирования с радионавигационной системой. Определена схема интеграции навигационного решения систем UWB и БИНС.
Литература
[1] Yao L., Wu Y., Yao Lei, Liao Z.Z. An integrated IMU and UWB sensor based indoor positioning system. 2017 International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation (IPIN). IEEE, 2017, pp. 1−8. DOI: 10.1109/IPIN.2017.8115911
[2] Sahinoglu Z., Gezici S., Guvenc I. Ultra-wideband positioning systems. Cambridge, New York, 2008, pp. 74−92.
[3] Агафонов С.Ю., Сиверс М.А. Интеграция спутниковых радионавигационных систем и систем позиционирования внутри помещения. Труды учебных заведений связи, 2019, № 2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/integratsiya-sputnikovyh-radionavigatsionnyh-sistem-i-sistem-pozitsionirovaniya-vnutri-pomescheniya (дата обращения 23.02.2021).
[4] Hol J.D. Sensor fusion and calibration of inertial sensors, vision, ultra-wideband and GPS: Diss. Linköping University Electronic Press, 2011.
[5] Xu Y., Shen T., Chen X.-Y., Bu L.-L. Predictive adaptive Kalman filter and its application to INS/UWB-integrated human localization with missing UWB-based measurements. International Journal of Automation and Computing, 2019, vol. 16, no. 5, pp. 604–613. DOI: 10.1007/s11633-018-1157-4
[6] Sidorenko J., Scherer-Negenborn N., Arens M., Schatz V. Decawave UWB clock drift correction and power self-calibration. Sensors, 2019, vol. 19, no. 13, paper ID 2942. DOI: 10.3390/s19132942
[7] Kulmer J., Grosswindhager B., Grebien S., Rath M., et al. Using DecaWave UWB transceivers for high-accuracy multipath-assisted indoor positioning. 2017 Conference: IEEE ICC Workshop on Advances in Network Localization and Navigation (ANLN) at: Paris, France. IEEE, 2017, pp. 1239−1245. DOI: 10.1109/ICCW.2017.7962828
[8] Decawave. DW1000 User Manual 2.18. URL: https://www.decawave.com/dw1000/usermanual (дата обращения 30.03.2021).
[9] Yuksel Y., Kaygisiz H.B. Notes on Stochastic Errors of Low-Cost MEMS Inertial Units. URL: http://instk.org/web/static/bibliography/Introduction_to_Sensor_Errors.pdf
[10] Board I. IEEE Standard Specification Format Guide and Test Procedure for Single-Axis Interferometric Fiber Optic Gyros. IEEE; Piscataway, NJ, USA, 1998, IEEE Standard, pp. 952−1997. [Google Scholar]
[11] Salychev O.S. MEMS-based inertial navigation: Expectations and reality. Moscow, BMSTU Publ., 2012, 208 p.