Un estudio sobre algoritmos anti-jamming en sistemas de posicionamiento por señal de oportunidad de satélites en órbita terrestre baja para vehículos aéreos no tripulados
Autores: Yao, Lihao; Qin, Honglei; Gu, Boyun; Shi, Guangting; Sha, Hai; Wang, Mengli; Xian, Deyong; Chen, Feiqiang; Lu, Zukun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un estudio sobre algoritmos anti-jamming en sistemas de posicionamiento por señal de oportunidad de satélites en órbita terrestre baja para vehículos aéreos no tripulados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Tecnología de posicionamiento por satélite
UAV
Interferencia
LEO
Anti-interferencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La tecnología de posicionamiento de satélites en órbita terrestre baja (LEO) basada en señales de oportunidad (SOP) ha madurado gradualmente para cumplir con los requisitos de precisión para el posicionamiento de vehículos aéreos no tripulados (UAV) en escenarios diarios. Los avances en la tecnología de miniaturización para terminales de posicionamiento también han hecho que la aplicación de esta tecnología al posicionamiento de UAV sea crucial para el desarrollo de UAV. Sin embargo, en un entorno electromagnético cada vez más complejo, sigue existiendo un riesgo significativo de degradación en el rendimiento de posicionamiento de los UAV en el posicionamiento SOP de satélites LEO debido a interferencias intencionales o maliciosas. Además, hay una falta de investigación en profundidad por parte de académicos tanto a nivel nacional como internacional sobre las capacidades de resistencia a interferencias de la tecnología de posicionamiento SOP de satélites LEO. Debido a las diferencias significativas en las características de la señal de enlace descendente entre los satélites LEO y las señales del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) basadas en satélites en órbita terrestre media (MEO) o en órbita geoestacionaria (GEO), los resultados de investigación sobre resistencia a interferencias de sistemas de navegación por satélite tradicionales no pueden aplicarse directamente. Este estudio aborda las características de ancho de banda estrecho y alta relación señal-ruido (SNR) de las señales de constelaciones de satélites LEO. Proponemos un algoritmo de Iteración Consecutiva basado en Cancelación de Señal (SCCI), que reduce significativamente los errores durante el proceso de ajuste del modelo. Además, se diseñó un factor de convergencia variable adaptativa para equilibrar simultáneamente la velocidad de convergencia y el error en estado estacionario durante el proceso de iteración. En comparación con los algoritmos tradicionales, los resultados de simulación y experimentales demostraron que el algoritmo propuesto mejora la efectividad de los ajustes de umbral de interferencia en condiciones de ancho de banda estrecho y alta potencia. En el contexto de escenarios de interferencia de satélites LEO, mejora significativamente el rendimiento de resistencia a interferencias en el dominio de frecuencia y tiene un alto valor de aplicación para el posicionamiento de drones.
Descripción
La tecnología de posicionamiento de satélites en órbita terrestre baja (LEO) basada en señales de oportunidad (SOP) ha madurado gradualmente para cumplir con los requisitos de precisión para el posicionamiento de vehículos aéreos no tripulados (UAV) en escenarios diarios. Los avances en la tecnología de miniaturización para terminales de posicionamiento también han hecho que la aplicación de esta tecnología al posicionamiento de UAV sea crucial para el desarrollo de UAV. Sin embargo, en un entorno electromagnético cada vez más complejo, sigue existiendo un riesgo significativo de degradación en el rendimiento de posicionamiento de los UAV en el posicionamiento SOP de satélites LEO debido a interferencias intencionales o maliciosas. Además, hay una falta de investigación en profundidad por parte de académicos tanto a nivel nacional como internacional sobre las capacidades de resistencia a interferencias de la tecnología de posicionamiento SOP de satélites LEO. Debido a las diferencias significativas en las características de la señal de enlace descendente entre los satélites LEO y las señales del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) basadas en satélites en órbita terrestre media (MEO) o en órbita geoestacionaria (GEO), los resultados de investigación sobre resistencia a interferencias de sistemas de navegación por satélite tradicionales no pueden aplicarse directamente. Este estudio aborda las características de ancho de banda estrecho y alta relación señal-ruido (SNR) de las señales de constelaciones de satélites LEO. Proponemos un algoritmo de Iteración Consecutiva basado en Cancelación de Señal (SCCI), que reduce significativamente los errores durante el proceso de ajuste del modelo. Además, se diseñó un factor de convergencia variable adaptativa para equilibrar simultáneamente la velocidad de convergencia y el error en estado estacionario durante el proceso de iteración. En comparación con los algoritmos tradicionales, los resultados de simulación y experimentales demostraron que el algoritmo propuesto mejora la efectividad de los ajustes de umbral de interferencia en condiciones de ancho de banda estrecho y alta potencia. En el contexto de escenarios de interferencia de satélites LEO, mejora significativamente el rendimiento de resistencia a interferencias en el dominio de frecuencia y tiene un alto valor de aplicación para el posicionamiento de drones.