كاهش بار محاسباتي در رديابي برداري گيرنده هاي GNSS

دكتري

امروزه استفاده از سيستم هاي ناوبري ماهواره اي جهاني (GNSS )در كاربردهاي مختلف خشكي، هوا، دريا و فضا رو به گسترش مي باشد. گيرنده هاي GNSS براي رديابي سيگنال ماهواره ها از دو روش استفاده مي كنند، يكي مبتني بر روش رديابي اسكالر و ديگري مبتني بر روش رديابي برداري. در رديابي برداري بر خلاف اسكالر، اطلاعات ماهواره ها به صورت متمركز پردازش مي شود. روش رديابي برداري داراي مزيت هاي زيادي نسبت به روش اسكالر بوده، ولي عيب اصلي اين روش حجم پردازش بالاي اطلاعات آن مي باشد كه به كارگيري اين روش را در گيرنده هاي GNSS دچار مشكل كرده است. در اين رساله با بررسي انواع ساختارهاي رديابي برداري، يك ساختار با محاسبات كم را انتخاب كرده و سپس با بررسي بخش هاي مختلف رديابي برداري، سه رويكرد را براي كاهش بار محاسباتي پيشنهاد شده است. در رويكرد اول با مدل سازي مدار ماهواره ها، امكان كاهش بار محاسباتي را به نسبت بالايي فراهم مي كند. نتايج تحليلي به همراه نتايج آزمايش ها نشان مي دهد كه مدل هاي پيشنهادي براي مدل سازي مدار ماهواره هاي ناوبري، مي تواند بيش از 90 درصد محاسبات را نسبت به روش هاي متداول تعيين موقعيت و سرعت ماهواره، كاهش دهد. در رويكرد دوم با انتخاب تركيب بهينه اي از ماهواره ها، امكان كاهش بار محاسباتي نسبت به روش هاي ديگر، بيش از 20 درصد در عمليات ضرب و بيش از 56 درصد در عمليات جمع و تفريق، بهبود فراهم مي شود. همچنين در رويكرد سوم براي كاهش بار محاسباتي فيلتر كالمن، سه راه كار پيشنهاد شده است كه در صورت بهره گيري از دو راه كار اول و دوم، مي تواند بيش از 27 درصد در محاسبات ضرب و بيش از 55 درصد در محاسبات جمع و تفريق بهبود حاصل كند. در صورتيكه از راه كار سوم به همراه دو راه كار اول و دوم استفاده شود، مي تواند تا بيش از 90 درصد در محاسبات ضرب و جمع، بهبود ايجاد نمايد. در مجموع با بهره گيري از سه روش پيشنهادي در اين رساله، بار محاسباتي روش برداري به نسبت زيادي كاهش يافته و امكان پياده سازي آن بر روي گيرنده هاي GNSS سهل تر خواهد شد.

194288

دانشگاه علم و صنعت ايران

الكترونيك

دكتر سيدمحمدرضا موسوي ميركلايي - دكتر كريم محمدي