АЛГОРИТМ ОЦЕНКИ КООРДИНАТ ОБЪЕКТОВ ДЛЯ СИСТЕМ МУЛЬТИЛАТЕРАЦИИ
https://doi.org/10.32603/1993-8985-2018-21-4-38-46
Аннотация
В настоящее время системы мультилатерации приобретают все большее значение в управлении воздушным движением в связи с их существенными преимуществами по сравнению со вторичными радиолокационными комплексами. В настоящей статье синтезирован алгоритм оценки местоположения объекта для системы мультилатерации, работающей в пассивном режиме. Синтезированный алгоритм представляет собой комбинацию процедуры грубой оценки координат наблюдаемого объекта и итерационного алгоритма, уточняющего полученное решение. Грубая оценка является результатом решения системы линейных уравнений. Итерационная процедура уточнения основана на линеаризации уравнений наблюдения и не требует большого количества итераций. В статье дан сравнительный статистический анализ предлагаемого алгоритма и известного алгоритма Банкрофта. Для объективного анализа двух алгоритмов получена граница Крамера–Рао для корреляционной матрицы оценок координат наблюдаемого объекта, которая позволяет определить потенциальную точность решения задачи. Показано, что оба алгоритма позволяют получить оценки, точность которых близка к потенциально достижимой точности оценки местоположения объекта. В отличие от алгоритма Банкрофта получаемая грубая оценка местоположения является однозначной, что сокращает общий объем вычислений при реализации алгоритма и уменьшает вероятность получения аномальных ошибок.
Об авторе
А. А. Монаков
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Россия
Россия
Монаков Андрей Алексеевич – доктор технических наук (2000), профессор (2005) кафедры радиотехнических систем. Почетный машиностроитель РФ (2005), почетный работник высшего профессионального образования РФ (2006). Автор более 150 научных работ. Сфера научных интересов – цифровая обработка сигналов; радиолокация; исследование природных сред радиотехническими методами; управление воздушным движением.
ул. Большая Морская, д. 67, лит. А, Санкт-Петербург, 190000.
Список литературы
1. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Trilateration (дата обращения 12.08.2018).
2. Multilateration (MLAT) Concept of Use. Edition. 1.0–September 2007. ICAO Asia and Pacific Office. URL: https://www.icao.int/APAC/Documents/edocs/mlat_concept.pdf (дата обращения 12.08.2018).
3. Torrieri D. J. Statistical theory of passive location systems // IEEE Trans. on Aerospace and Electronic Systems. 1984. Vol. AES-20, № 3. P. 183–198. doi: 10.1109/TAES.1984.310439.
4. Localization algorithms for multilateration (MLAT) systems in airport surface surveillance / I. A. Mantilla-Gaviria, M. Leonardi, G. Galati, J. V. Balbastre-Tejedor // Signal, Image and Video Processing. 2015. Vol. 9, iss. 7. P. 1549–1558. doi: 10.1007/s11760-013-0608-1.
5. Foy W. H. Position-location solutions by Taylor series estimation // IEEE Trans. Aerospace and Electronic Systems. 1976. Vol. AES-12, № 3. P. 187–194. doi: 10.1109/TAES.1976.308294.
6. Efficient location strategy for airport surveillance using mode-s multilateration systems / I. A. Mantilla-Gaviria, M. Leonardi, G. Galati, J. V. Balbastre-Tejedor, E. D. L. Reyes// Intern. J. of Microwave and Wireless Technologies. 2012. Vol. 4, iss. 2. P. 209–216. doi: 10.1017/S1759078712000104.
7. On the application of singular value decomposition and Tikhonov regularization to ill-posed problems in hyperbolic passive location / I. A. Mantilla-Gaviria, M. Leonardi, J. V. Balbastre-Tejedor, E. D. L. Reyes // Mathematical and Computer Modelling. 2013. Vol. 57, № 7–8. P. 1999–2006. doi: 10.1016/j.mcm.2012.03.004.
8. Smith J. O., Abel J. S. The spherical interpolation method of source localization // IEEE J. of Oceanic Engineering. 1987. Vol. OE-12, № 1. P. 246–252. doi: 10.1109/JOE.1987.1145217.
9. Friedlander B. A passive algorithm and its accuracy analysis // IEEE J. of Oceanic Engineering. 1987. Vol. OE-12, № 1. P. 234–245. doi: 10.1109/JOE.1987.1145216.
10. Schau H. C., Robinson A. Z. Passive source localization employing intersecting spherical surfaces from time-of-arrival differences // IEEE Trans. Acoustics, Speech and Signal Processing. 1987. Vol. ASSP-35, № 8. P. 1223–1225. doi: 0.1109/TASSP.1987.1165266.
11. Chan Y. T., Ho K. C. A simple and efficient estimator for hyperbolic location // IEEE Trans. Signal Processing. 1994. Vol. SP-42, № 8. P. 1905–1915. doi: 10.1109/78.301830.
12. Geyer M., Daskalakis A. Solving passive multilateration equations using Bancroft’s algorithm // 17th DASC. AIAA/IEEE/SAE. Digital Avionics Systems Conf., Bellevue, 31 Oct.–7 Nov. 1998, WA, USA, Proc. Piscataway: IEEE, 1998. Vol. 2. P. F41/41-F41/48. doi: 10.1007/s11760-013-0608.
13. Bancroft S. An Algebraic Solution of the GPS Aerospace and Electronic Systems // IEEE Trans. Aerospace& Electronic Systems. 1985. Vol. AES-21, № 11. P. 56–59. doi: 10.1109/TAES.1985.310538.
14. Bakhoum E. G. Closed-Form Solution of Hyperbolic Geolocation Equations // IEEE Trans. Aerospace and Electronics Systems. 2006. Vol. AES-42, № 10. P. 1396–1404. doi: 10.1109/TAES.2006.314580.
15. Leonardi M., Mathias A., Galati G. Two Efficient Localization Algorithms for Multilateration // Intern. J. of Microwave and Wireless Technologies. 2009. Vol. 1, № 3. P. 223–229. doi: 10.1017/S1759078709000245.
16. Монаков А. А. Алгоритм оценки местоположения объекта в активных системах мультилатерации// XXIV Междунар. науч.-техн. конф. "Радиолокация, навигация, связь", Воронеж, 17–19 апр. 2018 г. / АО «Концерн "Созвездие"», Воронеж, 2018. Т. 3. С. 134–142.
17. Монаков А. А. Модифицированный алгоритм Банкрофта для систем мультилатерации // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2018. № 1. С. 50–55.
18. Тихонов В. И. Оптимальный прием сигналов. М.: Радио и связь, 1983. 320 с.
Рецензия
Для цитирования:
Монаков А.А. АЛГОРИТМ ОЦЕНКИ КООРДИНАТ ОБЪЕКТОВ ДЛЯ СИСТЕМ МУЛЬТИЛАТЕРАЦИИ. Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2018;(4):38-46. https://doi.org/10.32603/1993-8985-2018-21-4-38-46
For citation:
Monakov A.A. LOCALIZATION ALGORITHM FOR MULTILATERATION SYSTEMS. Journal of the Russian Universities. Radioelectronics. 2018;(4):38-46. (In Russ.) https://doi.org/10.32603/1993-8985-2018-21-4-38-46
Просмотров:
1009
Послать статью по эл. почте 