بررسي انواع روشهاي BOT و شبيه سازي روش هاي انتخابي باهدف بالابردن دقت تخمين پارامترهاي هدف و كاهش زمان همگرايي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق

كارشناسي ارشد

در اين پايان نامه، مسئله رديابي اهداف زيرآبي تنها بر اساس داده هاي زاويه ديد مورد بررسي قرار گرفته است. اين مسئله كه تحت عنوان BOT شناخته مي‌شود، به دليل عدم استفاده از اطلاعات فاصله و نيز وجود تأخير در انتشار سيگنال در محيط زيرآب، با چالش‌هاي جدي مواجه است. استفاده از سونار غيرفعال به دليل مخفي ماندن موقعيت رصدكننده ضروري است؛ اما در مقابل موجب كاهش دقت تخمين وضعيت هدف مي شود. در اين تحقيق با هدف افزايش دقت تخمين پارامترهاي هدف و كاهش زمان همگرايي، مجموعه‌اي از روشهاي تخمين كلاسيك و روش هاي مبتني بر فيلتر كالمن مورد بررسي و شبيه سازي قرار گرفت. ابتدا چهار روش تخمين كلاسيك شامل DBCWPLE ،DWPLE ،PLEو DWIV تحليل شدند. درتمامي اين روش ها در هرگام زماني اطلاعات مربوط به داده افزايش يافته و در هر گام اطلاعات مربوط به همان گام و تمامي داده هاي قبلي براي تخمين وضعيت هدف مورد استفاده قرار مي گيرند. نتايج شبيه سازي نشان دادند كه روش DWIV بهترين عملكرد را داشته و به مقدار پايين كرامر-رائو نزديك مي شود. اين در حالي است كه عدم توجه به تأخير انتشار سيگنال در روش هاي معمول، باعث ايجاد باياس شده و دقت تخمين را كاهش ميدهد؛ بنابراين روش هاي مبتني بر وزندهي و جبران باياس نقش مهمي در افزايش دقت دارند. همچنين مقايسه نتايج با كران پايين كرامر-رائو نشان داد كه الگوريتم هاي پيشنهادي در بسياري از سناريوها به مقدار حداقل خطاي قابل دستيابي نزديك شده اند. بررسي هاي نوآورانه ما نشان داد كه استفاده از دو سنسور سونار غيرفعال و همچنين افزايش سرعت رصدكننده يا نوع مانور رصدكننده باعث كاهش چشمگير خطا و بهبود همگرايي مي شود. در ادامه، روشهاي پيشرفتهتر مبتني بر فيلتر كالمن شامل FUBKF ، PLKF و UKF جهت تخمين غيرخطي در سناريوهاي مختلف به كار گرفته شدند. همچنين در حركتي نوآورانه روش DFUBKF معرفي گرديد كه با درنظر گرفتن اثر تاخير انتشار سيگنال دقت تخمين را افزايش مي داد. در تمام روش هاي ذكر شده در اين فصل تخمين با استفاده از داده هاي همان گام زماني انجام مي گيرد و از داده هاي قبلي به طور مستقيم استفاده نميشود. در نهايت در راستاي نزديك كردن شرايط شبيه سازي به شرايط واقعي، اقدام به تخمين مقادير واريانس نويز به جاي عددگذاري تجربي و همچنين متغير در نظر گرفتن ميزان واريانس نويز در فواصل و زواياي مختلف نموديم كه در منابع گذشته چنين نوآوري مشاهده نشد. نتايج اين تحقيق نشان مي دهد كه تركيب روشهاي شبه خطي و فيلترهاي كالمن با درنظرگرفتن تأخير سيگنال مي تواند راهكاري مؤثر براي بهبود دقت در رديابي اهداف زيرآبي با سونار غيرفعال باشد. اين نتايج قابليت كاربرد در سامانه هاي دفاعي، پايش زيرآبي و ناوبري را دارد و در ادامه مي توان از آنها براي توسعه سيستم هاي عملياتي دقيق تر بهره گرفت. در پايان مي توان ذكر كرد كه دقت روش هاي تخمين كلاسيك نسبت به فيلتر كالمن در مدت زمان بيشتر، دقيق تر بوده و قابل استنادتر است، اما در زمان هاي كوتاه تر و با درنظرگرفتن شرايطي ميتوان به فيلتر كالمن اتكا نمود.

237794

مخابرات سيستم

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان