DJOGATOVIC, Marko S. - Prvi autor
Radenkovic, Bozidar L. - Drugi autori
Popovic, Jovan B. - Drugi autori
Stankovic, Srdjan S. - Drugi autori
Acimovic-Raspopovic, Vladanka S. - Drugi autori
Stanojevic, Milorad J. - Mentor

654

Monografska publ./Monography

Serbian/Srpski

[M. Djogatovic]

2011

Beograd

XIV, 206 str. : ilustr. ; 25 cm

Umnozeno za odbranu. - Univerzitet u Beogradu, Saobracajni fakultet, odbranjeno 04.05.2011. - Bibliografija: str. 200-206. - Rezime ; Abstract.
- - Komparativna analiza algoritama estimacije GPS signala [Elektronski izvor]. - 1 elektronski opticki disk (CD-ROM) ; 12 cm

Cilj magistarskog rada je da se defnise metodoloski postupak softverske obrade signala i da se izvrsi uporedna analiza ocene polozaja GPS prijemnika koriscenjem standardnih korelacionih algoritama i nekoliko algoritama estimacije poznatih u literaturi. Osnovna hipoteza od koje se polazi jeste da postojeci algoritmi za obradu signala zasnovani na korelaciji, bez obzira na svoju efkasnost, nisu u stanju da potpuno tacno ocene kasnjenje signala, a samim tim i polozaj prijemnika. Do toga dolazi usled gresaka koje se javljaju prilikom prostiranja signala kroz atmosferu, od satelita do prijemnika. Jedan od izvora gresaka koji u najvecoj meri utice na ocenu polozaja, kod metoda zasnovanih na korelaciji, je prostiranje signala po visestrukim putanjama. U cilju poboljsanja ocene vremena kasnjenja signala u radu je koriscen Kalman-ov fltar prvog i drugog reda, kao i sekvencijalni Monte Carlo fltar. Sekvencijalni Monte Carlo fltar je rekurzivna procedura za ocenu stanja sistema, gde se aposteriori funkcija gustine raspodele stanja izracunava simuliranom aproksimiracijom diskretnim slucajnim merama. Ocena stanja se nalazi pri maksimumu aposteriori funkcije gustine raspodele ili vrednosti u raspodeli za koju je srednja kvadratna greska najmanja. Specifcnost Sekvencijalnog Monte Carlo fltra je da ne zahteva linearizaciju ili transformaciju da bi odedio ocenu stanja, a takode sum ne mora da bude aditivni, beli. Da bi eksperimentalna analiza mogla da bude sprovedena u radu je razvijen algoritam za simulaciju L1 C/A GPS signala na medufrekvenciji i realizovan softverski GPS prijemnik. Simulacionim modelom se prvo izracunava polozaj satelita i, znajuci rastojanje od prijemnika do satelita, odreduje vreme propagacije emitovanog signala. Na izracunato vreme propagacije dodaju se greske koje nastaju prilikom prostiranja (jonosferska greska, troposferska greska, greske casovnika i prostiranje po visestrukim putanjama). Uz poznato vreme emitovanja i ukupno vreme propagacije pseudoslucajnog signala i nosioca signala moguce je odrediti fazu pseudoslucajnog signala i nosioca na prijemu. To je neophodno da bi se odredio bit navigacione poruke na prijemu. Za simulirani GPS signal sa svakog od vidljivih satelita moguce je odrediti kompozitni signal na prijemu. Na tako izracunati signal se dodaje sum, nakon cega se signal fltrira, da bi se nad njim, na kraju, sprovela jednobitna ili dvobitna A/D konverzija. Tako dobijeni odbirci signala cuvaju se u binarnoj datoteci. Simulator je napravljen za dve vrste prijemnika: prijemnike koji su stacionarni i ciji se polozaj u vremenu ne menja i prijemnike koji se krecu ravnomernom brzinom. U softverskom prijemniku signal se ucitava iz binarne datoteke i uvodi u fazu akvizicije. Koriscenjem paralelne akvizicije nad fazom pseudoslucajnog signala i sekvencijalne pretrage nad frekvencijom, nalazi se faza pseudoslucajnog signala i Doppler-ov pomeraj. Ove vrednosti se uvode u narednu etapu obrade GPS signala, gde se vrsi pracenje faze nosioca i kasnjenja pseudoslucajnog signala. Pracenje faze nosioca se vrsi u faznoj petlji, dok se pracenje kasnjenja pseudoslucajnog signala vrsi u petlji kasnjenja. Iz ove faze se dobijaju biti navigacione poruke i pseudorastojanje. Navigaciona poruka se demodulise, odreduju se polozaji vidljivih satelita na nebu i znajuci njihove polozaje i pseudorastojanja do svakog od njih, iterativnom metodom najmanjih kvadrata se odreduje polozaj prijemnika na zemlji. Koriscenjem realizovanog simulatora signala i softverskog GPS prijemnika izvrsena je analiza nekoliko algoritama estimacije kasnjenja pseudosignala (EKF fltra prvog i drugog reda, Sekvecijalnog Monte Carlo fltra sa 50, 200, 500 i 1000 cestica) i standardnog NC-EL korelatora. U tom kontestu razmatrana su dva scenarija. U prvom scenariju, vidljiv je samo jedan satelit uz pretpostavku da je kasnjenje emitovanog signala sa satelita konstantno, i to kada postoji samo direktna komponenta signala ili direktna i refelektovana komponenta signala. U drugom scenariju, simuliran je signal za prijemnik koji se krece ravnomernom brzinom. U ovom scenariju kompozitni signal na prijemu sadrzi signale sa svih satelita koji su vidljivi za prijemnik. Vreme propagacije i Doppler-ov pomeraj ovih signala zavise od rastojanja i brzine prijemnika i satelita koji se krecu, kao i gresaka koji uticu na signale sa satelita prilikom njihove propagacije.