Сигма-точечный алгоритм фильтра Калмана в задаче оценки параметров сигналов ГНСС в некогерентном режиме слежения в аппаратуре автономной навигации космических аппаратов
https://doi.org/10.17285/0869-7035.2018.26.3.023-039
Аннотация
Рассмотрен алгоритм построения многоконтурной некогерентной системы слежения за радионавигационными параметрами сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) для системы автономной космической навигации. Выполнен сравнительный анализ точностных характеристик системы с дискриминаторами и фильтром в контуре слежения и предлагаемой системы без дискриминаторов. Исследованы среднеквадратические погрешности оценок, ширина полосы захвата на сопровождение при различных значениях энергетического параметра «сигнал/шум». Выполнена экспериментальная проверка работоспособности предлагаемой схемы слежения.
Об авторах
В. В. Шаврин
Томский университет систем управления и радиоэлектроники.
Россия
Россия
Шаврин Вячеслав Владимирович. Аспирант кафедры радиотехнических систем, младший научный сотрудник,
В. И. Тисленко
Томский университет систем управления и радиоэлектроники.
Россия
Россия
Тисленко Владимир Ильич. Доктор технических наук, профессор.
Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».
В. Ю. Лебедев
НИИ радиотехнических систем Томского университета систем управления и радиоэлектроники
Россия
Россия
Лебедев Виталий Юрьевич. Кандидат технических наук, зав. лабораторией радионавигации
В. А. Филимонов
НИИ радиотехнических систем Томского университета систем управления и радиоэлектроники.
Россия
Россия
Филимонов Владимир Андреевич. Аспирант, младший научный сотрудник
А. С. Конаков
Томский университет систем управления и радиоэлектроники.
Россия
Россия
Конаков Алексей Сергеевич. Аспирант кафедры радиотехнических систем
Список литературы
1. ГЛОНАСС принципы построения и функционирования / под ред. А.И. Перова, В.Н. Харисова. М.: Радиотехника, 2010. 800 с.
2. Understanding GPS: principles and applications / edit. E. Kaplan, C. Hegarty. Artech House, 2006. 2nd ed. 723p.
3. Михайлов Н.В. Автономная навигация космических аппаратов при помощи спутниковых радионавигационных систем. СПб.: Политехника, 2014. 362 с.
4. Psiaki, M.L., Jung H., Extended Kalman Filter Methods for Tracking Weak GPS Signals, ION GPS, Portland, USA, 2002, pp. 2539–2553.
5. Ziedan, N.I., Garrison, J.L., Bit Synchronization and Doppler Frequency Removal at Very Low Carrier to Noise Ratio Using a Combination of the Viterbi Algorithm with an Extended Kalman Filter, ION GPS/GNSS, Portland, USA, 2003, 12 p.
6. Ziedan, N.I., Garrison, J.L., Extended Kalman Filter-Based Tracking of Weak GPS Signals under High Dynamic Conditions, ION GNSS 17th International Technical Meeting of the Satellite Division, USA, 2004, 12 p.
7. Ren, T., Petovello, M.G., Basnayake, C., Requirements Analysis for Bit Synchronization and Decoding in a Standalone High-Sensitivity GNSS Receiver, Proceeding of Ubiquitous Positioning Indoor Navigation and Location Based Service (UPINLBS), Helsinki, Finland, 2012, 9 p.
8. Ding, J., Zhang, G., Zhao, L., Urban and Indoor Weak Signal Tracking Using an Array Tracker with MVA and Nonlinear Filtering, Journal of Applied Mathematics, 2014. № 6, 10 p.
9. Petovello, M.G., O’Driscoll, C., Lachapelle, G., Carrier Phase Tracking of Weak Signals Using Different Receiver Architectures, Department of Geomatics Engineering, Alberta: The University of Calgary, Canada, 2008, 11 p.
10. Перов А.И., Корогодин И.В. Синтез и анализ алгоритмов оценивания мощности полезной и шумовой составляющей на выходе коррелятора // Радиотехника. 2011. №7. С. 76–82.
11. Falletti, E., Pini, M., Lo Presti, L., GNSS solutions: Carrier-to-noise algorithms, Inside GNSS, 2010, Jan/Feb., pp. 20–27.
12. Шаврин В.В., Филимонов В.А., Лебедев В.Ю., Тисленко В.И., Кравец А.П., Конаков А.С. Квазиоптимальная оценка параметров сигналов ГНСС в режиме когерентного приема с использованием алгоритма сигма-точечного фильтра Калмана // Гироскопия и навигация. 2016, № 3 (94). С. 26–37.
13. Sarkka, S., Bayesian Filtering and Smoothing, Cambridge University Press, 2013, 254 p.
14. Тихонов В.И., Харисов В.Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем. Учеб. Пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1991. 608 с.
15. Simandl, M., Lecture notes on state estimation of nonlinear non-Gaussian stochastic systems, University of West Bohemia, Pilsen, 2006. 155 p.
16. Im, S., Song, J., Jee, G., Park, C., Comparison of GPS Tracking Loop Performance in High Dynamic Condition with Nonlinear Filtering Techniques, ION GNSS 21st International Technical Meeting of Satellite Division, 2008, pp. 2351–2360.
17. Корогодин И.В. Потенциальные характеристики оценивания частоты в некогерентном приеме // Радиотехника. 2013. №7. С. 109–115.
18. Болденков Е.Н. Совместное слежение за задержкой и несущей сигнала методами оптимальной траекторной фильтрации // Радиотехника. 2013. №10. С. 103–106.
19. Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и связь, 1986. 512 с.
20. Doucet, A., Johansen, A.M., A Tutorial on Particle Filtering and Smoothing: Fifteen years later, 2008, 39 p.
21. Merwe, R., Sigma-Point Kalman Filters for Probabilistic Inference in Dynamic State-Space Models, PhD Thesis, 2004, 397 p.
22. Candy, J.V., Bayesian signal processing. Classical, Modern, and Particle Filtering Methods, JohnWiley & Sons, Inc. 2009, 446 p.
23. Julier, S.J., Uhlman, J.K., A New Extension of the Kalman Filter to Nonlinear Systems, Proc. of AeroSence, The 11th Intern. Symp. On Aerospace/Defence Sensing, Simulation and Controls, Orlando FL, USA, 1997.
24. Borre, K., Akos, D.M., Bertelsen, N., Rinder, P., Jensen, S.H., A Software-Defined GPS and Galileo Receiver. A Single-Frequency Approach, Birkhauser Boston, 2007, 176 p.
25. Datasheet Keysight Technologies MXG X-Series Signal Generators N5181B Analog & N5182B Vector.
26. Juang, J.-C., Chen, Y.-H., Phase/Frequency Tracking in a GNSS Software Receiver, IEEE Journal Of Selected Topics In Signal Processing, 2009, № 3 (4). pp. 651–660.
Рецензия
Для цитирования:
Шаврин В.В., Тисленко В.И., Лебедев В.Ю., Филимонов В.А., Конаков А.С. Сигма-точечный алгоритм фильтра Калмана в задаче оценки параметров сигналов ГНСС в некогерентном режиме слежения в аппаратуре автономной навигации космических аппаратов. Гироскопия и навигация. 2018;26(3):23-39. https://doi.org/10.17285/0869-7035.2018.26.3.023-039
For citation:
Shavrin V.V., Tislenko V.I., Lebedev V.Yu., Filimonov V.A., Konakov A.S. Kalman Filter Sigma-Point Algorithm in the Problem of GNSS Signal Parameters Estimation in Noncoherent. Giroskopiya i Navigatsiya. 2018;26(3):23-39. https://doi.org/10.17285/0869-7035.2018.26.3.023-039
Просмотров:
0
Послать статью по эл. почте 