11334

11334

بهبود دقت موقعيت در گيرنده هاي GPS مبتني بر فيلتر كالمن تنظيم شده با الگوريتم ژنتيك

كارشناسي ارشد

مهندسي فناوري اطلاعات - مخابرات امن

آذر ماه 1390

آذر ماه 1390

دكتر سيد محمد رضا موسوي

چكيده سيستم موقعيت¬ياب جهاني در هوانوردي، ناوبري و تشخيص مسير استفاده مي¬شود. علاوه بر آن در نقشه¬برداري و كاربردهاي ديگري كه تعيين موقيت دقيق نياز مي¬باشد، استفاده مي¬گردد. با وجود اينكه GPS به عنوان يك سيستم موقعيت ياب دقيق شناخته شده است، در آن چندين منبع خطا وجود دارد كه در كاربردهاي خاص كه نياز به مكان سنجي هاي دقيق تري است، بايد در صدد رفع اين خطاها باشيم. روش GPS تفاضلي مي¬تواند برخي از اين خطاها را حذف كند. اما با اين حال استفاده ازGPS تفاضلي به همراه يك ايستگاه ثابت عاري از اشكال نمي باشد. به عنوان مثال ناحيه اطلاعات دقيق بسياركوچك است و همچنين نرخ به روزرساني تصحيحات GPS تفاضلي كند مي باشد. در اين پايان نامه الگوريتمي مبتني بر فيلتر كالمن تنظيم شده با الگوريتم ژنتيك به منظور پيش بيني تصحيحات GPS تفاضلي مطرح شده است. فـيلتر كـالمن يك تخمين گر بهينه است كه با بكارگيري مفهوم فضاي حالت و مدل خطاي سيستم، تخمين بهينه اي از حالت سيستم را نتيجه مي دهد. از ويژگي هاي مهم فيلتر كالمن محاسبات بازگشتي آن است، كه تنها با ذخيره كردن آخرين محاسبات، حجم كمي از حافظه را اشغال مي كند و با آمدن اطلاعات جديد محاسبات قبلي را بهنگام مي كند. وقتي كه از فيلتر كالمن استفاده مي شود، مدل رياضي دقت بايد مشخص باشد. اما داشتن يك مدل دقت با توجه به منابع مختلف خطا كه در GPS وجود دارد، غيرممكن مي باشد. اين فاكتورها در تخمين خطا براي فيلتر كالمن نتيجه مي¬شود و حتي فيلتر را ناپايدار مي¬كند. طبق بررسي¬هاي انجام شده تغيير پارامترهاي فيلتر كالمن روي كارايي فيلتر تاثير گذار مي باشد. به منظور دستيابي به يك فيلتر كالمن وفقي به طوري كه در هر دور حلقه فيلتر كالمن پارامترهاي جديدي توليد شود، از الگوريتم ژنتيك استفاده كرده ايم. ما مي¬توانيم بهترين نتيجه فيلترينگ را با استفاده از الگوريتم ژنتيك و انتخاب يك حد بالايي از واريانس كمينه داشته باشيم. نتايج بدست آمده نشان مي دهد كه مي توان موثر خطاهاي مكاني در گيرنده‌هاي GPS تك فركانسه را به كمتر از 1 متر كاهش داد. به خصوص در مقايسه با فيلتر كالمن با پارامترهاي ثابت، در مواقعي كه داده ها شامل خطاي SA مي‌باشند، دقت الگوريتم پيشنهادي به ميزان 4873/0 متر بهبود داشته است. كلمات كليدي: دقت - فيلتر كالمن - الگوريتم ژنتيك - GPS تفاضلي