بهبود عملكرد حلقه رديابي در گيرنده هاي GPS با استفاده از فيلتر كالمن

كارشناسي ‌ارشد

چكيده سامانه‌هاي ناوبري ماهواره‌اي براي كاربران اطلاعات دقيق را در هر نقطه از جهان فراهم مي‌كنند. سيگنال‌هاي دريافت‌ شده از ماهواره‌هاي سامانه‌هاي ناوبري داراي دو ويژگي پهن‌باند بودن و توان اندك هستند. اين دو ويژگي‌ باعث مي‌شود كه اين سيگنال‌ها در مقابل نويز و انواع اختلال‌هاي عمدي و غيرعمدي و يا قرارگيري در محيط‌هاي شهري و تحت شرايط دشوار از جمله تضعيف سيگنال، ديناميك بالا، انسداد سيگنال و غيره بسيار آسيب‌پذير باشند؛ زيرا در اين شرايط مقدار توان سيگنال كاهش ‌مي‌يابد و اين مسئله عملكرد گيرنده را به شدت تحت تأثير قرار مي‌دهد. به همين علت، لازم است كه طراحي گيرنده‌ها به گونه‌اي باشد كه بتوانند سيگنال‌هاي تضعيف‌شده و در برخي موارد از دست‌رفته را دريافت كنند تا توانايي استخراج داده‌هاي ناوبري را داشته باشند. در اين پايان نامه به ارائه‌ي روشي مبتني بر فيلتر كالمن براي رديابي تحت محيط‌هاي دشوار پرداخته مي‌شود. در بخش رديابي، هدف به دست آوردن مقادير دقيق فاز و فركانس كد و حامل است. در ابتدا رديابي با استفاده از فيلتر كالمن دو متغيره و چهارمتغيره بيان مي‌شود كه فيلتر كالمن چهارمتغيره بهبود چشم‌گيري در پاسخ ناوبري دارد و ميزان RMSE را در حالت ايستا به اندازه‌ي 04/2 متر بهبود مي‌بخشد. سپس براي سناريو ديناميك از تلفيق سامانه‌ي GPS و GLONASS استفاده شده است. در بخش رديابي اين سامانه‌ي تلفيقي، فيلتر كالمن چهارمتغيره قرار مي‌گيرد و ميزان RMSE اين گيرنده نسبت به گيرنده‌ي تلفيقي سنتي در دو بازه‌ي زماني به ترتيب به ميزان 36/1 و 34/8 متر بهبود مي‌يابد و نسبت به رديابي سنتي به تعداد 60 نقطه بيشتر موقعيت‌يابي را انجام مي‌دهد. سپس مروري بر روش رديابي برداري مي‌شود و در انتها الگوريتم Dempster Shafer به عنوان واحد هوشمند براي انتخاب مناسب‌ترين مقدار خطاي فاز كد، معرفي شده است. با ارائه‌ي اين روش پيشنهادي بهبود قابل ملاحظه‌اي در كاهش خطاي فاز كد و عملكرد گيرنده به دست آمده است. در اين روش Availability گيرنده‌ي برداري برابر با 32/92درصد و معماري پيشنهادي برابر با 32/93 درصد به دست آمده است و بهبود يك درصدي در روش پيشنهادي مشاهده مي‌شود. واژه هاي كليدي: سامانه‌هاي ناوبري ، سيگنال ضعيف، فيلتر كالمن، رديابي برداري، Dempster Shafer.

193266

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر امير طباطبايي

سيستم هاي الكترونيك - ديجيتال

دكتر سيد محمدرضا موسوي ميركلائي