ارائه روشی جدید در بهبود خطای الگوریتم‌های مکان‌یابی منابع تشعشع کننده به‌وسیله سایت‌های متحرک در حضور خطای ناوبری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده جنگ الکترونیک، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری

2 دانشکده مهندسی برق، جنگ الکترونیک و سایبری، دانشگاه جامع امام حسین(ع)

3 دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری

4 دانشکده مهندسی جنگ الکترونیک و سایبر الکترونیک، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران

چکیده

الگوریتم‌های مکان‌یابی متداول با در نظر گرفتن خطای مشاهدات به‌دست‌آمده از هدف با حداقل سازی اثر خطای مشاهدات در دقت مکان‌یابی، طراحی‌شده‌اند. در مکان‌یابی با یک حس‌گر متحرک به گزارش سیستم‌های ناوبری از مکان حس‌گر نیاز است. بنابراین الگوریتم‌های مکان‌یابی در این روش باید به نحوی تغییر کنند تا خطای ناوبری در کنار مشاهدات خطادار از هدف نیز در معادلات لحاظ شود و اثر این خطا در دقت مکان‌یابی حداقل شود. هدف این مقاله روش‌های مکان‌یابی غیرفعال با حس‌گرهای متحرک و تحلیل و طراحی روشی است که می‌توان به‌وسیله‌ی آن‌ها سرعت و دقت الگوریتم‌های مکان‌یابی را افزایش داد و اثر خطاهای موجود در مشاهدات و گزارشات مکان‌یابی ناوبری را به حداقل رسانید. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که الگوریتم‌ تک‌مرحله‌ای حداقل مربعات تعمیم‌یافته، در تمام سناریو‌ها دقیق‌ترین نتایج را داشته و استفاده از آن در شرایط واقعی مناسب است. برای افزایش سرعت همگرایی، الگوریتم مبتنی بر فیلترهای وفقی طراحی‌شده است. همچنین عوامل تأثیرگذار در سرعت همگرایی تحلیل‌شده و راه‌حل‌ افزایش سرعت همگرایی ارائه‌شده است. با تحلیل حدود باند کرامر رائو در روش‌های مختلف، چهارچوبی جدید به وجود آمده که در این مقاله از دو الگوریتم تقاطع و دوران برای ترکیب روش‌های مبتنی بر جهت‌یابی و زمان ارسال سیگنال استفاده می‌شود. ویژگی‌های مهم این الگوریتم‌ها، دقت بالا، حجم پردازش کم و مقاومت آن‌ها در برابر نویزهای اندازه‌گیری است. این روش‌ها با شبیه‌سازی مورد ارزیابی قرارگرفته‌اند که این ارزیابی نشان‌دهنده مزیت روش پیشنهادی در کیفیت عملکرد آن در مقایسه با روش‌های موجود است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Presenting a New Method in Improving the Error of Radiative Source Localization Algorithms by Moving Sites in the Presence of Navigation Error.

نویسندگان [English]

  • Houman Akbarzade 1
  • Rouhollah Abdollahi 2
  • Saeed Talati 3
  • Vahidreza Soltaninia 4
1 Faculty of Electronic Warfare, Shahid Sattari University of Aeronautical Engineering, Tehran, Iran.
2 Faculty of Electrical Engineering Department, Imam Hossein University, Tehran,Iran.
3 Shahid Sattari University of Aeronautical Science and Technology
4 Faculty of Electronic Warfare Engineering, Shahid Sattari University of Aviation Sciences and Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Localization algorithms are traditionally developed to minimize the impact of observation errors on accurate positioning by considering the errors in observations obtained from the target. When dealing with a moving sensor, navigation systems provide reports on the sensor's locations. Consequently, the localization methods in this approach need to be modified to incorporate the navigation errors along with the erroneous target observations in the equations, with the aim of reducing the impact of these errors on positioning accuracy. This paper focuses on utilizing passive positioning methods with moving sensors and presents an analysis and design of a method to enhance the speed and accuracy of positioning algorithms, while also updating the error estimates in observations and navigation reports. Simulation results demonstrate that the single-stage generalized least squares algorithm consistently yields the most accurate results across all scenarios and is suitable for real-world conditions. Additionally, an algorithm based on adaptive filters has been devised to expedite convergence speed. Moreover, the factors influencing convergence speed have been analyzed, and a solution to enhance convergence speed has been proposed. By examining Kramer Rao's bound in various methods, a novel framework has been developed. In this article, the intersection and rotation algorithm is employed to combine orientation-based and time-based energy transmission methods. These algorithms are characterized by their high accuracy, low computational overhead, and resilience to measurement noise. Simulation-based evaluations have been conducted, demonstrating the superior performance of the proposed method compared to existing approaches in terms of quality and effectiveness.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Localization
  • moving sensor
  • Navigation
  • MSE