Positioning of Radio Emission Sources in Hilly Terrain Using Unmanned Aerial Vehicles

Abstract

Аннотация: В настоящей работе разработаны математическая и имитационная модели позиционирования источников радиоизлучения в трехмерном пространстве на основе разностно-дальномерного метода с использованием беспилотных летательных аппаратов и выполнена оценка точности позиционирования подвижного и неподвижного источников радиоизлучения в трехмерном пространстве с использованием беспилотного летательного аппарата. Также обобщен алгоритм и методики идентификации и компенсации источников измерений с отсутствием прямой видимости при позиционировании источников радиоизлучения с использованием неподвижных пунктов приема в составе наземного сегмента и подвижных пунктов приема на борту беспилотного летательного аппарата в составе воздушного сегмента в трехмерном пространстве.

Positioning Accuracy Evaluation of Radio Emission Sources Using Time Difference of Arrival and Angle of Arrival Methods. Part 3. 3D-Simulation

“…СВО вычисляется из соответствующих значений НГКР, т. е. собственных значений матрицы Λ (11), и может быть представлено сферой ошибок. Для реализации вычислений СВО, вычислим (16) путем перехода к полярным координатам: = cosθsinφ, = sinθ sin φ, = cosφ [14-17] и получим выражение (24).…”

“…Интегрирование (24) является нетривиальной задачей, несмотря на то, что существуют различные численные способы представления интеграла в виде конечной суммы [16]. Подобную задачу обычно сводят к определенным частным случаям, упрощая вычисления, например, путем задания кратных или равных величин ошибок (и, как следствие, собственных значений) [15].…”

“…Настоящая работа завершает цикл исследований моделей и методов оценки пределов точности позиционирования разностно-дальномерным и угломерным методами на плоскости 2D и в пространстве 3D по метрикам эллипса/эллипсоида рассеяния нижней границы Крамера -Рао и кругового/сферического вероятного отклонений. Реализованный программный инструментарий позволяет вычислять и визуализировать пределы точности позиционирования и, таким образом, прогнозировать и обосновывать практические сценарии территориального распределения наземных стационарных и/или траектории движения подвижных пунктов tuzs.sut.ru приема, в том числе, в радиосетях с пространственной обработкой сигналов [6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22], в условиях отсутствия прямой видимости [23] и при использовании беспилотных летательных аппаратов [24].…”

Positioning Accuracy Evaluation of Radio Emission Sources Using Time Difference of Arrival and Angle of Arrival Methods. Part 1

“…Обычно, зная расположение ПУ в зоне геолокации ИРИ, значение x0 выбирается как среднее арифметическое координат ПУ (модели с выборочным средним) [1][2][3][4]. При неравномерном расположении ПУ относительно ИРИ выбранное таким образом значение x0 может оказаться достаточно грубым [11][12][13][14]. Для повышения точности выбора начальной оценки целесообразно использовать предварительные оценки точности позиционирования, определяемые геометрическими факторами и характеризуемые метриками НГКР и характеристикой вероятного отклонения.…”

“…Практический интерес к оценке пределов точности позиционирования ИРИ позволяет обосновать выбор топологии стационарных ПУ таким образом, чтобы повысить точность ОМП [11,12]. Если же речь идет о подвижных ПУ, например, на борту беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), тогда данный подход позволяет обосновать траектории движения подвижных ПУ [13,14].…”