Diseño de estrategias de formateo de mensajes y utilización para sistemas de pseudolitos basados en UAV compatibles con receptores GNSS
Autores: Zhang, Guanbing; Zhang, Yang; Yuan, Hong; Lu, Yi; Guo, Ruocheng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Diseño de estrategias de formateo de mensajes y utilización para sistemas de pseudolitos basados en UAV compatibles con receptores GNSS
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Plataformas de mejora de navegación basadas en UAV
Servicios de posicionamiento compatibles con GNSS
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone un método compatible con GNSS para caracterizar el movimiento de plataformas de mejora de navegación basadas en UAV, diseñado para proporcionar servicios de navegación y posicionamiento fiables en escenarios de emergencia donde las señales GNSS no están disponibles o están gravemente degradadas. El método mapea las trayectorias de los UAV en mensajes de navegación estándar de GNSS al establecer una correspondencia entre los parámetros efemérides y las posiciones de la plataforma a través de la transformación de coordenadas y la expansión en series de Taylor. Para abordar las inexactitudes de modelado, el enfoque incorpora un análisis de error de truncamiento y compensación de suposiciones de movimiento mediante la optimización de parámetros. Este diseño permite que los sistemas de pseudolitos montados en UAV transmitan señales compatibles con GNSS sin modificar los receptores existentes, mejorando significativamente las capacidades de despliegue rápido en entornos complejos o degradados. Los resultados de simulación confirman una representación posicional precisa en escenarios estáticos y un control de error robusto bajo movimiento dinámico a través de modelado de orden superior y estrategias de transmisión optimizadas. Las pruebas de vuelo de UAV demostraron un error máximo teórico de 0.4262 m y un error máximo real de 3.1878 m bajo perturbaciones del mundo real, lo cual está dentro de los límites operativos. Experimentos adicionales confirmaron el análisis exitoso de mensajes con receptores GNSS estándar. El método propuesto ofrece una solución ligera e interoperable para integrar plataformas de UAV en sistemas de posicionamiento mejorados por GNSS, apoyando servicios de navegación oportunos y precisos en operaciones de emergencia y ayuda en desastres.
Descripción
Este documento propone un método compatible con GNSS para caracterizar el movimiento de plataformas de mejora de navegación basadas en UAV, diseñado para proporcionar servicios de navegación y posicionamiento fiables en escenarios de emergencia donde las señales GNSS no están disponibles o están gravemente degradadas. El método mapea las trayectorias de los UAV en mensajes de navegación estándar de GNSS al establecer una correspondencia entre los parámetros efemérides y las posiciones de la plataforma a través de la transformación de coordenadas y la expansión en series de Taylor. Para abordar las inexactitudes de modelado, el enfoque incorpora un análisis de error de truncamiento y compensación de suposiciones de movimiento mediante la optimización de parámetros. Este diseño permite que los sistemas de pseudolitos montados en UAV transmitan señales compatibles con GNSS sin modificar los receptores existentes, mejorando significativamente las capacidades de despliegue rápido en entornos complejos o degradados. Los resultados de simulación confirman una representación posicional precisa en escenarios estáticos y un control de error robusto bajo movimiento dinámico a través de modelado de orden superior y estrategias de transmisión optimizadas. Las pruebas de vuelo de UAV demostraron un error máximo teórico de 0.4262 m y un error máximo real de 3.1878 m bajo perturbaciones del mundo real, lo cual está dentro de los límites operativos. Experimentos adicionales confirmaron el análisis exitoso de mensajes con receptores GNSS estándar. El método propuesto ofrece una solución ligera e interoperable para integrar plataformas de UAV en sistemas de posicionamiento mejorados por GNSS, apoyando servicios de navegación oportunos y precisos en operaciones de emergencia y ayuda en desastres.