افزايش دقت مكان يابي با استفاده از الگوريتم تركيبي TOA/TDOA در سامانه زمين پايه لورن

Navigation Accuracy Improvement Using a New Integrated Algorithm of TOA/TDOA in Ground-based Loran Systems

در سيستم­ هاي ناوبري به منظور مكان­ يابي بايستي ابتدا زمان ورود يا اختلاف زمان ورود سيگنال محاسبه و سپس با استفاده از يك الگوريتم مشخص، اختلاف زماني حاصل را به اطلاعات طول و عرض جغرافيايي تبديل نمود. در اين مقاله، هدف تحليل الگوريتم­ هاي تركيبي تخمين زمان ورود به منظور امكان بهينه ­سازي دقت مكان­ يابي در سامانه ­هاي مكان­ ياب زمين پايه لورن مي ­باشد. بدين منظور ابتدا الگوريتم ­هاي متداول تخمين زمان ورود (TOA) و تفاضل زمان ورود (TDOA) مورد بررسي قرار گرفته و با استفاده از معيار كارآيي CRLB مقايسه شده­ اند. سپس بهبود كارآيي با استفاده از معيار RMSE در مقابل افزايش سيگنال به نويز براي روش­ پيشنهادي با داشتن سه ايستگاه فرستنده در سيستم نشان داده شده است. با توجه به نتايج به­­ دست آمده براي سيگنال لورن در اين حالت روش­ هاي تفاضل زمان ورود و الگوريتم پيشنهادي داراي واريانس نويز كمتري نسبت به روش زمان ورود بوده و در نتيجه داراي خطاي كمتري نسبت به روش زمان ورود مي­ باشند.

For positioning in navigation systems, at first the signal arrival time or arrival time differences is calculated and then the time differences is converted to geographical Lat/Long information using a specific algorithm. The aim of this study is to analyze the integrated algorithms for estimation of arrival time in order to improve positioning accuracy in ground-based loran systems. For this goal, the common algorithms of arrival time and arrival time difference were investigated firstly and were compared based on CRLB approach. Afterwards, by calculating RMSE index the performance of the suggested algorithm was evaluated using information of three transmitter stations. The results have shown that the proposed approach had promising performance in compare to TOA (the lower noise variances and the minimum error) algorithm.