عنوان
بهبود عملكرد گيرنده‌هاي GPS در شرايط حركت با ديناميك بالا
نويسنده اصلي
نرجس راحمي نوش آبادي
مقطع تحصيلي
دكترا
چكيده
امروزه با توجه به گسترش عمده استفاده از سامانه موقعيت¬ياب جهاني (GPS) و نياز به كسب دقت¬هاي بالا در كاربردهاي گوناگون، ضروري است تلاش‌هايي در جهت حذف خطاهاي موجود در فرآيند تعيين موقعيت ماهواره¬اي و افزايش دقت آن انجام شود. با افزايش سرعت حركت گيرنده در كاربردهايي مانند حركت هواپيما، جستجوگر و يا ماهواره، دقت به شدت كاهش مي‌يابد؛ درحاليكه محاسبه دقيق موقعيت در اين سرعت‌ها بسيار حائز اهميت مي‌باشد. عوامل عمده‌اي كه در شرايط ديناميك بالا، عملكرد گيرنده را متأثر مي‌كنند، عبارتند از: سطح سيگنال به نويز پايين سيگنال ورودي، فركانس داپلر زياد و افت كيفيت مشاهدات. بنابراين، با سه رويكرد زير مي‌توان به بررسي گيرنده‌هاي ديناميك بالا و بهبود عملكرد آن‌ها پرداخت: (1) يافتن روش‌هاي اكتساب و رديابي سيگنال‌هاي ضعيف، (2) يافتن روش‌هاي محاسبه فركانس داپلر زياد و (3) بهبود روش‌هاي حل معادلات ناوبري جهت افزايش دقت موقعيت‌يابي در شرايط استفاده از داده‌هاي با كيفيت پايين.
با توجه به اينكه روش‌هاي سنتي قادر به تامين سطوح مورد نياز دقت در موقعيت‌يابي در شرايط ديناميك بالا با استفاده از گيرنده‌هاي تك فركانسه GPS نيستند، نياز به روش‌هاي جديدي است كه عملكرد گيرنده در اين شرايط را بهبود بخشند. هدف از انجام اين رساله، توسعه الگوريتم‌هاي به كار رفته در گيرنده GPS به نحوي است كه حاصل، الگوريتمي با دقت مناسب گردد كه با استفاده از آن بتوان اثرات حركت با ديناميك بالا را كاهش داده و منجر به بهبود عملكرد گيرنده شد. روش‌هاي ارائه شده در اين رساله مبتني بر رويكردهاي اول و سوم بوده و سعي شده تا حد امكان هزينه پياده‌سازي پاييني داشته باشند.
با توجه به اينكه گيرنده GPS از سه بلوك اساسي اكتساب، رديابي و موقعيت‌يابي تشكيل مي‌شود، در اين رساله، با تمركز بيشتر بر بلوك‌هاي اكتساب و موقعيت‌يابي، براي هر سه بلوك الگوريتم‌هايي پيشنهاد شده است؛ از جمله اين روش‌ها مي‌توان به استفاده از تبديل موجك در مرحله اكتساب جهت افزايش توان گيرنده در مواجهه با سيگنال‌هاي ضعيف و در نتيجه استفاده از ماهواره‌هاي بيشتر در مراحل بعدي بدون نياز به افزايش مدت زمان جمع‌آوري داده‌ها، استفاده از تبديل فوريه كسري به همراه فيلتر كالمن فازي در بخش رديابي براي افزايش محدوده ديناميكي قابل رديابي گيرنده و استفاده از روش‌هاي افزايش دقت موقعيت‌يابي مانند فيلتر كالمن توسعه يافته به همراه وزن‌دهي به داده‌ها بر اساس كيفيت آن‌ها، تعيين واريانس با در نظر گرفتن همبستگي بين مشاهدات و استفاده از مدل مناسب براي توصيف ديناميك حركت در بخش ناوبري اشاره كرد. نتايج شبيه‌سازي‌ها نشان مي‌دهند روش‌هاي پيشنهادي حداقل 30 درصد در بخش اكتساب، 25 درصد در بخش رديابي و 30 درصد در بخش موقعيت‌يابي بهبود ايجاد كرده و نهايتاً موجب ارتقاء عملكرد كلي گيرنده شده‌اند.
شماره ركورد
209916
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
مهندسي برق
استاد راهنما
سيد محمد رضا موسوي ميركلايي