Новая GNSS/INS система DINGPOS

    
     Общая формула разработки GNSS приемника такова, что Время когерентного интегрирования должно составлять меньше нескольких десятков миллисекунд. Этот принцип реализуется в современных коммерческих приемниках с учетом передачи информационных битов, колебаний тактового генератора и передвижения пользователя. Тем не менее, время когерентного интегрирования в несколько секунд уменьшит значимость трех важных проблем позиционирования внутри помещений: многолучевое распространение сигнала, кросскорреляционный захват ложного сигнала и затухание прямоугольных колебаний. Увеличение времени интегрирования имеет свою цену, обычно требуется вспомогательный канал данных с информационными битами (или используется пилотный сигнал), стабильный тактовый генератор и усовершенствованная GNSS/INS интеграция для компенсации нелинейного передвижения пользователя. В этой статье описывается, как эти задачи были решены и отработаны на прототипе с чувствительностью около 1.5 дБГц, более чем на 10 дБ больше существующих показателей.  

     Европейское Космическое Агентство (ESA) выделило средства на разработку новой GNSS/INS системы под названием DINGPOS, с целью оценки потенциальных возможностей сигналов Galileo, существующего L1 и будущего L5 сигналов GPS в позиционировании внутри помещений. В рамках проекта DINGPOS  исследуются также новые методы позиционирования внутри помещений для пешеходов, с использованием указанных выше сигналов и других датчиков или сенсоров.

     Интегрированные системы могут обладать приложениями, как пешеходные навигационные системы (PNS), для служб спасения и для военных. Ключевой функцией новой системы является поддержка времени когерентного интегрирования более нескольких секунд при обработке GNSS сигнала, а также объединение большого количества датчиков позиционирования.

      Система объединяет программный приемник L1/L5 GNSS, микроэлектромеханический инерциальный измерительный модуль (MEMS IMU), включая магнитометр и барометр, детектор мощности сигнала Wi-Fi, а также радионавигационную систему на базе ZigBee.

     Программный приемник работает в качестве интегрирующей платформы, декодирующей GNSS сигналы E1=L1 и E5a=L5 и синхронизирующей IMU, данные магнитометра, барометра, Wi-Fi и ZigBee с сэмплами промежуточной частоты GNSS. Точность синхронизации IMU составляет +/- 2 микросекунд.

     Обработка данных может проводиться как в реальном масштабе времени, так и впоследствии. Программный приемник обеспечивает Интерфейс Программирования Приложений (API) и управляет потоками данных для GNSS/INS интеграции. Особый C/C++ код DINGPOS был разработан с целью реализации ультравысокой чувствительной обработки сигнала и интегрированного позиционирования. Алгоритм загружен в программный приемник в виде динамических библиотек (DLL).

     Второй программный приемник работает в качестве опорной станции для обеспечения вспомогательными данными (включая биты данных навигационных сообщений), необработанной стартовой позицией и временной синхронизацией по NTP (протоколу сетевого времени).

     Прототип является ультрасильносвязанной (UTC) GNSS/IMU системой. Этот метод интеграции, запатентованный много лет назад, является отменной возможностью оптимального объединения кратковременной стабильности IMU данных с долговременной стабильностью измерений GNSS. Много публикаций затрагивали описанные интегрированные GNSS/INS системы и методы.

ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ

15.12.2009