Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Bộ thu theo dõi vector hỗ trợ INS với đánh giá lỗi đa đường cho các hẻm đô thị dày đặc
Tóm tắt
Việc định vị đáng tin cậy, bền vững và chính xác trong các hẻm đô thị dày đặc đang nổi lên như một vấn đề quan trọng đối với các ứng dụng dựa trên hệ thống định vị toàn cầu (GNSS) do môi trường truyền sóng khắc nghiệt. Bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố phiền phức, chẳng hạn như tín hiệu yếu và đa đường, vòng theo dõi của bộ thu GNSS bị quá tải nặng nề khiến cho các phép đo trở nên kém hiệu quả hoặc thậm chí không khả dụng. Tuy nhiên, đa đường ngắn thời gian mà thường gặp trong các khu vực đô thị dày đặc chưa được giải quyết thỏa đáng. Các công nghệ giảm thiểu đa đường hiện có hoặc không thể ứng phó với đa đường ngắn thời gian, hoặc phải chi phí tính toán cao với cấu trúc phức tạp. Để giải quyết vấn đề này, một vòng theo dõi vector hỗ trợ bởi hệ thống điều hướng quán tính (INS) và được nâng cao bởi một bộ ước lượng lỗi đa đường được đề xuất. Bộ ước lượng dựa trên độ dốc này tạo ra hầu như không có chi phí cấu trúc và tính toán thêm. Việc theo dõi vector gắn liền tự nhiên với bộ ước lượng do những nhu cầu chung của chúng đối với việc mô hình hóa và ước lượng lỗi chứa trong các phép đo. Sau đó, để áp dụng linh hoạt bộ ước lượng này và loại bỏ độ thiên lệch, một phương pháp phát hiện - ước lượng - giảm thiểu được cung cấp. Cuối cùng, sự vượt trội của phương pháp được đề xuất được chứng minh thông qua mô phỏng lý thuyết, thí nghiệm dựa trên mô phỏng GNSS, và thí nghiệm trên xe trong một hẻm đô thị, trong đó những cải tiến về phép đo, độ bền theo dõi và độ chính xác định vị được xác minh.
Từ khóa
#Hệ thống định vị toàn cầu #GNSS #hẻm đô thị #đa đường #hệ thống điều hướng quán tính #ước lượng lỗiTài liệu tham khảo
Bhuiyan MZH, Lohan ES (2010a) Advanced multipath mitigation techniques for satellite-based positioning applications. Int J Navig Obs 2010:1–15
Bhuiyan MZH, Lohan ES, Renfors M (2010b) A slope-based multipath estimation technique for mitigating short-delay multipath in GNSS receivers. In: Proceeding 2010b IEEE international symposium on circuits and systems, Paris, France, pp 3573–3576
Bialer O, Raphaeli D, Weiss AJ (2012) Efficient time of arrival estimation algorithm achieving maximum likelihood performance in dense multipath. IEEE Trans Signal Process 60(3):1241–1252
Braasch MS (2017) Multipath. In: Teunissen PJG, Montenbruck O (eds) Springer handbook of global navigation satellite systems. Springer, New York, pp 443–468
Brocard P, Salos D, Julien O, Mabilleau M (2014) Performance evaluation of multipath mitigation techniques for critical urban applications based on a land mobile satellite channel model. In: Proceeding IEEE/ION PLANS 2014, Institute of Navigation, Monterey, Canada, pp 612–625
Chen X, Morton YJ, Yu W, Truong T (2020) GPS L1CA/BDS B1I multipath channel measurements and modeling for dynamic land vehicle in Shanghai dense Urban area. IEEE Trans Veh Technol 69(12):14247–14263
Cheng L, Wang K, Ren M, Yan G (2019) Adaptive filter approach for GPS multipath estimation under correntropy criterion in dynamic multipath environment. IEEE Trans Signal Process 67(22):5798–5810
Cristodaro C (2019) Advanced integration of GNSS and external sensors for autonomous mobility applications. Dissertation. Politecnico di Torino, Turin, Italy
Dovis F, Ruotsalainen L, Toledo-Moreo R, Kassas ZZM, Gikas V (2020) Recent advancement on the use of global navigation satellite system-based positioning for intelligent transport systems. IEEE Intell Transp Syst Mag 12(3):6–9
Fenton PC, Jones J (2005) The theory and performance of NovAtel Inc.'s vision correlator. In: Proceeding ION GNSS 2005, Institute of Navigation, Long Beach, USA, pp 2178–2186
Groves PD, Adjrad M (2017) Likelihood-based GNSS positioning using LOS/NLOS predictions from 3D mapping and pseudoranges. GPS Solut 21(4):1805–1816
Hein GW, et al. (2006) MBOC: the new optimized spreading modulation recommended for GALILEO L1 OS and GPS L1C. In: Proceeding IEEE/ION PLANS 2006, Institute of Navigation, Coronado, USA, pp 883–892
Hsu LT (2018) Analysis and modeling GPS NLOS effect in highly urbanized area. GPS Solut 22(1):1–12
Hsu LT, Jan SS, Groves PD, Kubo N (2015) Multipath mitigation and NLOS detection using vector tracking in urban environments. GPS Solut 19(2):249–262
Jiang C, Xu B, Hsu LT (2021) Probabilistic approach to detect and correct GNSS NLOS signals using an augmented state vector in the extended Kalman filter. GPS Solutions 25(2):1–14
Liu J, Cui X, Lu M, Feng Z (2013) Vector tracking loops in GNSS receivers for dynamic weak signals. J Syst Eng Electron 24(3):349–364
Ren T, Petovello MG (2017) A stand-alone approach for high-sensitivity GNSS receivers in signal-challenged environment. IEEE Trans Aerosp Electron Syst 53(5):2438–2448
Sleewaegen JM, Boon F (2001) Mitigating short-delay multipath: a promising new technique. In: Proceeding ION GPS 2001, Institute of Navigation, Salt Lake City, USA, pp 204–213
Sun Z, Wang X, Feng S, Che H, Zhang J (2017) Design of an adaptive GPS vector tracking loop with the detection and isolation of contaminated channels. GPS Solut 21(2):701–713
Tabatabaei A, Mosavi MR, Shahhoseini HS, Borre K (2017) Vectorized and federated software receivers combining GLONASS and GPS. GPS Solut 21(3):1331–1339
Tang X, Falco G, Falletti E, Presti LL (2015) Theoretical analysis and tuning criteria of the Kalman filter-based tracking loop. GPS Solut 19(3):489–503
Tang X, Falco G, Falletti E, Presti LL (2014) Performance comparison of a KF-based and a KF+VDFLL vector tracking-loop in case of GNSS partial outage and low-dynamic conditions. In: Proceeding 2014 ESA workshop on satellite navigation technologies and European workshop on GNSS signals and signal processing (NAVITEC), Noordwijk, The Netherlands, pp 1–8
Verhagen S, Odijk D, Boon F, Almansa JML (2007) Reliable multi-carrier ambiguity resolution in the presence of multipath. In: Proceeding ION GNSS 2007, Institute of Navigation, Fort Worth, USA, pp 339–350
Xie P, Petovello MG (2015) Measuring GNSS multipath distributions in urban canyon environments. IEEE Trans Instrum Meas 64(2):366–377
Yan Z, Chen X, Tang X (2020) A novel linear model based on code approximation for GNSS/INS ultra-tight integration system. Sensors 20(11):3192
Yan Z, Chen X, Tang X, Ruotsalainen L (2022) A novel carrier loop based on adaptive LM-QN method in GNSS receivers. IEEE Trans Veh Technol 71(5):5259–5271
Yan Z, Ruotsalainen L, Gao N, Chen X (2021) Vector-tracking-based GNSS/INS deep coupling and experiment platform for urban scenarios. In: Proceeding international conference on sensing, measurement & data analytics in the era of artificial intelligence (ICSMD), Nanjing, China, pp 1–6