Study of a Method for Calculating the Current Accuracy In Map-Aided Navigation Problem
https://doi.org/10.17285/0869-7035.0056
Abstract
The paper studies a previously proposed method for calculating the current accuracy characteristics of a correlation-extreme search algorithm for solving the map-aided navigation problem. The proposed method is based on the analysis of the ratio of the extreme values of the functional used in the search algorithm for comparing the measured field fragment, and the fragments obtained from a reference map, and on determining the diameter of the set of the given level for this functional. The study is carried out using an example of three spatial geophysical fields: the sea depth field, the field of gravity anomalies, and the anomalous magnetic field; it is focused on their application for underwater vehicle navigation. The specific features of the information and measurement systems used in the survey of these fields, done by means of an underwater robot are described, as well as the procedure simulating the mapping process taking these features into account. The results of computer experiments on comparison of the proposed method for calculating the current accuracy and the method used in the Bayesian algorithm for solving the navigation problem are presented.
About the Authors
K. V. Dunaevskaya
Krasovskii Institute of Mathematics and Mechanics, Ural Branch of RAS, Yekaterinburg, Russia
Russian Federation
Russian Federation
Dunaevskaya, K.V.
L. V. Kiselev
Institute of Marine Technology Problems, Far-Eastern Branch of RAS (FEBRAS), Vladivostok, Russia
Russian Federation
Russian Federation
Kiselev, L.V.
V. B. Kostousov
Krasovskii Institute of Mathematics and Mechanics, Ural Branch of RAS
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Белоглазов И.Н., Джанджгава Г.И., Чигин Г.П. Основы навигации по геофизическим полям. М.: «Наука», 1985. 328 с.
2. Степанов О.А., Торопов А.Б. Методы нелинейной фильтрации в задаче навигации по геофизическим полям. Ч. 1: Обзор алгоритмов // Гироскопия и навигация, 2015. № 3 (90). С. 102–125.
3. Степанов О.А. Основы теории оценивания с приложениями к задачам обработки навигационной информации. Часть 1. Введение в теорию оценивания. СПб: ГНЦ РФ АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2017. 509 с.
4. Nygren, I., Terrain Navigation for Vehicles, Dissertation, Sweden: Stockholm Royal Institute of Technology, 2005, 270 p.
5. Feder, H.J.S., Leonard, J.J., and Smith, C.M., Adaptive mobile robot navigation and mapping, Int. J. of Robotics Research, Special Issue on Field and Service Robotics, July 1999, vol. 18, no. 7, pp. 650–668.
6. Melo, J., Matos, A., Survey on advances on terrain based navigation for autonomous underwater vehicles, Ocean Engineering, 2017, vol. 139, pp. 250–264.
7. Степанов О.А., Носов А.С. Алгоритм коррекции навигационной системы по данным карты и измерителя, не требующий предварительного оценивания значений поля вдоль пройденной траектории // Гироскопия и навигация, 2020. Т. 28. №2 (109). С. 70–90.
8. Джанджгава Г.И., Августов Л.И. Навигация по геополям. Научно-методические материалы. М.: ООО «Научтехлитиздат», 2018. 296 с.
9. Августов Л.И., Сазонова Т.В. Контроль точности позиционных оценок в корреляционно- экстремальных навигационных системах // Авиакосмическое приборостроение, 2007. №2. С. 39–42.
10. Бердышев В.И., Костоусов, В.Б. Экстремальные задачи и модели навигации по геофизическим полям. Екатеринбург: УрО РАН, 2007. С. 270.
11. Киселев Л.В., Костоусов В.Б., Дунаевская К.В., Тарханов А.Е. Оценка ошибок корреляционно-экстремальной навигации по карте аномалий силы тяжести на основе траекторных измерений с борта автономного подводного робота // Подводные исследования и робототехника. 2020. №1 (31). C. 13–20.
12. Kiselev, L.V., Kostousov, V.B., Medvedev, A.V., Tarkhanov, A.E., Dunaevskaya, K.V., Computational models of trajectory investigation of marine geophysical fields and its implementation for solving problems of map-aided navigation, Advances in Systems Science and Applications, 2020, vol. 20, no. 4, pp. 45–49. DOI: 10.25728/assa.2020.20.4.972. Published online at https://ijassa.ipu.ru.
13. Пешехонов В.Г., Степанов О.А., Августов Л.И. и др. Современные методы и средства измерения параметров гравитационного поля Земли / под общей ред. В.Г. Пешехонова; науч. редактор О.А. Степанов. Санкт-Петербург: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2017.
14. Киселев Л.В., Костоусов В.Б., Медведев А.В., Тарханов А.Е. О гравиметрии с борта автономного подводного робота и оценках ее информативности для навигации по карте // Подводные исследования и робототехника. 2019. 1(27). С. 21–30.
15. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. В 3 книгах. Книга 2. Изд. 2-е, перераб. и дополнен. М.: «Сов. радио», 1975. 392 с.
16. Киселев Л.В., Медведев А.В. Модели динамики и алгоритмы управления движением автономного подводного робота при траекторном обследовании аномальных физических полей // Подводные исследования и робототехника. 2011. №1 (11). С. 24–31.
17. Михайлов Д.Н., Сенин Р.Н., Дубровин Ф.С., Борейко А.А., Стыркул Р.И., Храмов О.А. Применение автономного необитаемого подводного аппарата для гидрографических исследований в Охотском море // Подводные исследования и робототехника. 2017. №2 (24). C. 4–13.
18. Коноплин А.Ю., Михайлов Д.Н., Щербатюк А.Ф. и др. Технология использования АНПА для исследования глубоководных экосистем Атлантического сектора Антарктики // Подводные исследования и робототехника. 2020. 2 (32). C. 13–21.
19. Степанов О.А. Методы оценки потенциальной точности в корреляционно-экстремальных навигационных системах. Санкт-Петербург: ЦНИИ «Электроприбор», 1993. 85 с.
20. EvoLogics S2C M Mini Modems [Электронный ресурс]. URL: 17.08.2017. https://www.evologics.de/ en/products/acoustics/s2cm_series.html (дата обращения: 17.08.2017).
21. EvoLogics S2CR18/34 USBL Underwater Acoustic USBL System [Электронный ресурс]. URL: https://www.evologics.de/en/products/USBL/s2cr_18_34_usbl.html (дата обращения: 20.01.2021).
22. Applanix POS MV V5 – Position and Orientation System for Marine Vessels [Электронный ресурс]. URL: https://www.applanix.com/products/posmv.html (дата обращения: 20.01.2021).
23. Parzen, E., On the estimation of a probability density function and mode, Annals of Mathematical Statistics, 1962, vol. 33, pp. 1065–1076.
Review
For citations:
Dunaevskaya K.V., Kiselev L.V., Kostousov V.B. Study of a Method for Calculating the Current Accuracy In Map-Aided Navigation Problem. Gyroscopy and Navigation. 2021;29(1):52-69. (In Russ.) https://doi.org/10.17285/0869-7035.0056
Views:
2
Email this article 