Stanovení polohy pohybujícího se objektu pomocí satelitního systému

Bc. Jan ŠKACH

Diplomová práce

Position estimation of a moving object using a satellite system

Anotace:

Tato diplomová práce se zabývá využitím služeb globálního navigačního satelitního systému pro odhad polohy objektu při respektování předem známých omezení na trajektorii jeho pohybu. Nejprve je uveden matematický model měření pseudovzdáleností, který je prezentován v několika krocích se vzrůstající složitostí a značná pozornost je přitom věnována existenci různých lokálních souřadných systémů a časových základen. Následně je diskutován model dopravní sítě, který reprezentuje omezení na trajektorii pohybu objektu. Pro zjednodušení úlohy je dále uvažován pouze model cesty mezi dvěma uzly dopravní sítě, který je rozdělen na segmenty modelované pomocí úseček nebo kružnicových oblouků. Problém nalezení odhadu polohy je formulován jako problém nelineárních nejmenších čtverců, který je řešen Gauss-Newtonovou iterační metodou. V diplomové práci jsou diskutovány dva postupy využití informace z modelu cesty. Výsledky porovnání ukazují, že použití mapy dopravní sítě může vést k významnému zvýšení přesnosti odhadu polohy objektu v případě, že je mapa přesná.

Abstract:

This diploma thesis details a use of a global navigation satellite system services for a position estimation of an object with respect to its defined trajectory restrictions. At first, a mathematical pseudorange model is introduced in several steps with growing complexity while significant attention is paid to an existence of different local coordinate systems and time bases at the same time. Afterwards, a model of transportation network which represents the trajectory restrictions of a moving object is discussed. For a simplification, only a model of a single path between two nodes of the transportation network divided into partial segments approximated by line and arc segments is considered. The question of finding the state estimation is expressed as a problem of nonlinear least squares and it is solved by Gauss-Newton iterative method. In the thesis two techniques of the path model information utilization are discussed. Final results of the comparison indicate a significant increase of accuracy in position estimation when the precise model of transportation network is employed.

Klíčová slova

Gauss-Newtonova iterační metoda, GNSS, GPS, mapa dopravní sítě, MATLAB, omezený odhad, optimalizace s vazbovými podmínkami, optimalizační toolbox

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 17. 5. 2013

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Prof. Ing. Miroslav Šimandl, CSc.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta aplikovaných věd

Magisterský studijní program / obor:
Aplikované vědy a informatika / Kybernetika a řídicí technika