Адаптивная фильтрация параметров движения источника радиоизлучения при комплексном использовании данных сенсорной сети, полученных на основе методов TDOA и RSS

Автор(и)

  • Игорь Олегович Товкач Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Ukraine https://orcid.org/0000-0002-5989-6126
  • Сергей Яковлевич Жук Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Ukraine https://orcid.org/0000-0002-0046-8450

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347017120020

Ключові слова:

БПЛА, метод TDOA, метод RSS, сенсорная сеть, оптимальный адаптивный алгоритм, квазиоптимальный адаптивный алгоритм, параметры движения источника радиоизлучения, комплексное использование данных сенсорной сети

Анотація

На основе математического аппарата смешанных марковских процессов в дискретном времени синтезированы оптимальный и квазиоптимальный адаптивные алгоритмы фильтрации параметров движения источника радиоизлучения с различными видами маневра при комплексном использовании данных сенсорной сети, полученных на основе методов TDOA и RSS. Реализующие их устройства, являются многоканальными и относятся к классу устройств с обратными связями между каналами. Наличие обратных связей между каналами обусловлено марковским свойством дискретного компонента, описывающего виды движения источника радиоизлучения. В квазиоптимальном адаптивном алгоритме обработка измерений, поступающих от датчиков сенсорной сети, выполняется с помощью последовательной процедуры выполнения вычислений. При этом он обеспечивает полигаусовскую аппроксимацию апостериорной плотности вероятности оцениваемого вектора параметров движения источника радиоизлучения. Анализ квазиоптимального алгоритма выполнен с помощью статистического моделирования на ЭВМ на примере оценивания параметров движения БПЛА с различными видами маневра, излучающего радиосигнал.

Біографія автора

Сергей Яковлевич Жук, Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского"

Scopus author ID: 7003845214

Посилання

Баскаков, С. С. Исследование способов повышения эффективности маршрутизации по виртуальным координатам в беспроводных сенсорных сетях. Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Серия Приборостроение, № 2, С. 112–124, 2009. URI: http://vestnikprib.ru/catalog/it/hidden/197.html.

Wallace, R. J.; Loffi, J. M. Examining unmanned aerial system threats & defenses: A conceptual analysis. Int. J. Aviation, Aeronautics, and Aerospace, Vol. 2, No. 4, 2015. DOI: https://doi.org/10.15394/ijaaa.2015.1084.

Защита от дронов — небесный рубеж вашей безопасности. URI: http://dronebouncer.com/.

El Gemayel, Noha; Koslowski, Sebastian; Jondral, Friedrich K.; Tschan, Joachim. A low cost TDOA localization system: Setup, challenges and results. Proc. of 10th Workshop on Positioning Navigation and Communication, WPNC, 20-21 May 2013, Dresden, Germany. IEEE, 2013. DOI: https://doi.org/10.1109/WPNC.2013.6533293.

Rullan-Lara, Jose L.; Sanahuja, Guillaume; Lozano, Rogelio; Salazar, Sergio; Garcia-Hernandez, Ramon; Ruz-Hernandez, Jose A. Indoor localization of a quadrotor based on WSN: A real-time application. Int. J. Advanced Robotic Syst., Vol. 10, No. 1, 2013. DOI: https://doi.org/10.5772/53748.

Black, Timothy J.; Pathirana, Pubudu N.; Nahavandi, Saeid. Position estimation and tracking of an autonomous mobile sensor using received signal strength. Proc. of Int. Conf. on Intelligent Sensors, Sensor Networks and Information Processing, ISSNIP, 15-18 Dec. 2008, Sydney, Australia. IEEE, 2008, p. 19–24. DOI: https://doi.org/10.1109/ISSNIP.2008.4761956.

Masiero, A.; Fissore, F.; Guarnieri, A.; Pirotti, F.; Vettore, A. UAV positioning and collision avoidance based on RSS measurements. Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci., Vol. XL-1/W4, pp. 219–225, 2015. DOI: https://doi.org/10.5194/isprsarchives-XL-1-W4-219-2015.

Tiwari, S.; Darraji, R.; Bassam, S. A.; Kwan, A.; Rawat, K.; Rawat, M.; Fattouche, M.; Ghannouchi, F. M. Practical result of wireless indoor position estimation by using hybrid TDOA/RSS algorithm. Proc. of 23rd Canadian Conf. on Electrical and Computer Engineering, CCECE, 2-5 May 2010, Calgary, AB, Canada. IEEE, 2010. DOI: https://doi.org/10.1109/CCECE.2010.5575134.

Жук, С. Я. Синтез цифровых обнаружителей-измерителей смешанных марковских процессов. Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 32, № 11, С. 31–37, 1989. URI: http://radio.kpi.ua/article/view/S002134701989110063.

Tovkаch, Igor О.; Zhuk, Serhii Ya. Adaptive filtration of parameters of the UAV movement on data from its location calculated on the basis the time difference of arrival method. Proc. of 2017 IEEE First Ukraine Conf. on Electrical and Computer Engineering, UKRCON, 29 May-2 June 2017, Kyiv, Ukraine. IEEE, 2017, pp. 160–165. DOI: https://doi.org/10.1109/UKRCON.2017.8100466.

Tovkach, I. O.; Zhuk, S. Ya. Recurrent algorithm for TDOA localization in sensor networks. J. Aerosp. Technol. Manag., Vol. 9, No. 4, pp. 489–494, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.5028/jatm.v9i4.727.

Товкач, И. О.; Жук, С. Я. Адаптивная фильтрация параметров движения БПЛА по данным сенсорной сети на основе измерения мощности принимаемого сигнала. Вестник НТУУ «КПИ». Серия Радиотехника. Радиоаппаратостроение, № 69, С. 41–48, 2017. URI: http://radap.kpi.ua/ru/radiotechnique/article/view/1385.

Евланов, П. А.; Жук, С. Я. Комплексирование измерителей с отказами. Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 33, № 7, С. 49–53, 1990.

##submission.downloads##

Опубліковано

2017-12-19

Як цитувати

Товкач, И. О., & Жук, С. Я. (2017). Адаптивная фильтрация параметров движения источника радиоизлучения при комплексном использовании данных сенсорной сети, полученных на основе методов TDOA и RSS. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 60(12), 685–695. https://doi.org/10.20535/S0021347017120020

Номер

Том 60 № 12 (2017)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2017 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.