موقعيت‌يابي غيرفعال ماهواره با استفاده از داده‌هاي فقط زاويه‌اي سمت-ارتفاع

Satellite Passive Positioning Using Azimuth-Elevation Angle-Only Data

شناسايي و رديابي غيرفعال يكي از ابزارهاي مهم در تعيين موقعيت پنهاني اهداف و كنترل عملكرد آنها مي­ باشد كه امروزه اين فناوري به سرعت در حال گسترش است. حسگرهاي­ غيرفعال مانند دوربين عموما داده ­هاي فقط زاويه­ اي سمت-ارتفاع از هدف را در هر اسكن ارائه مي ­دهند كه به تنهايي براي تعيين فاصله دقيق هدف و رديابي آنها كافي نيست. الگوريتم­ هاي موقعيت­ يابي ماهواره معمولا از 3 مشاهده زاويه­ اي متوالي توسط يك حسگر و يا دو مشاهده زاويه­ اي همزمان از دو حسگر استفاده كرده و سپس با اجراي يك تخمين اوليه از فاصله ماهواره، موقعيت آنرا پيش­ بيني مي­ كنند. عدم دقت و همين­طور حضور نويز در ثبت مشاهدات زاويه ­اي حسگر مي­ تواند سبب بروز خطا در تخمين فاصله و در نتيجه موقعيت­ يابي و رديابي غير دقيق از ماهواره شود. به همين منظور در اين مقاله روشي جديد مبتني بر تكنيك تخمين حداقل مربعات پيشنهاد شده است كه مي ­تواند با استفاده از داده‌هاي فقط زاويه­اي سمت-ارتفاع دو حسگر غيرفعال، نسبت به روش ­هاي موجود، فاصله­ سنجي و موقعيت­ يابي دقيق تري از ماهواره ارائه كند. نتايج شيبه ­سازي نشان‌دهنده قابليت كاربردي اين الگوريتم در تعيين موقعيت پنهاني ماهواره مي ­باشد.

Passive detection and tracking is one of the most important tools in the positioning of hidden targets and controlling their performance and this technology is rapidly expanding. Passive sensors, such as cameras, usually provide azimuth-elevation angle-only data that is not enough to find the target distance and its tracking. Satellite positioning algorithms usually use 3 consecutive angular observations by one sensor or two simultaneous angular observations by two sensors and then predict satellite position by performing an initial estimation of its range. The inaccuracy and presence of noise in the recording of sensor’s angular observations can cause errors in the satellite distance estimating, positioning and tracking. For this purpose, a new method based on least squares estimation technique is proposed in this paper which can provide more accurate satellite ranging and positioning than existing methods using angular azimuth-elevation data from two passive sensors. Simulation results show the applicability of the proposed algorithm in determining the hidden position of the satellites.