Mejorando el Posicionamiento Relativo Cinético en Tiempo Real para Vehículos Aéreos No Tripulados
Autores: Shin, Yujin; Lee, Chanhee; Kim, Euiho
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Mejorando el Posicionamiento Relativo Cinético en Tiempo Real para Vehículos Aéreos No Tripulados
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Cinemática en tiempo real
GNSS
Filtro de Kalman
Ambigüedades enteras de fase portadora
UAVs
Rendimiento de RTK
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
El posicionamiento cinemático en tiempo real (RTK) de los sistemas globales de navegación por satélite (GNSS) se utiliza para proporcionar una precisión de posicionamiento a nivel de centímetros. Existen varias formas de implementar RTK, pero se prefiere el RTK basado en un filtro de Kalman debido a su capacidad superior para resolver las ambigüedades enteras de fase de portadora del GNSS. Sin embargo, el rendimiento de posicionamiento del RTK basado en el filtro de Kalman a menudo se ve comprometido por diversos factores al determinar un vector de posición relativa preciso entre vehículos aéreos no tripulados (UAV) en movimiento equipados con receptores y antenas GNSS de bajo costo, donde las ubicaciones de ambas antenas GNSS no se conocen con precisión y cambian con el tiempo. Algunos de los factores críticos que conducen a una alta tasa de resoluciones incorrectas de las ambigüedades enteras de fase de portadora son las diferencias de tiempo de medición entre los receptores GNSS, los frecuentes deslizamientos de ciclo con alto ruido en las mediciones de código y fase de portadora, y una ganancia del filtro de Kalman inapropiada debido a un satélite recién surgido. En este artículo, se presentan métodos efectivos para abordar esos factores y lograr un rendimiento fluido del RTK basado en el filtro de Kalman en UAV en movimiento. Utilizando nuestros extensos conjuntos de datos de 45 pruebas de vuelo, realizadas durante una duración de 3 a 12 minutos, los resultados de posicionamiento RTK mostraron que el error de posición cuadrático medio (RMSE) disminuyó hasta un 95.13%, con un promedio del 65.31%, y que el porcentaje de épocas que pasaron la prueba de razón, que es el método más común para validar la resolución de ambigüedades enteras de fase de portadora con doble diferencia, aumentó hasta un 130%, con un promedio del 23.54%.
Descripción
El posicionamiento cinemático en tiempo real (RTK) de los sistemas globales de navegación por satélite (GNSS) se utiliza para proporcionar una precisión de posicionamiento a nivel de centímetros. Existen varias formas de implementar RTK, pero se prefiere el RTK basado en un filtro de Kalman debido a su capacidad superior para resolver las ambigüedades enteras de fase de portadora del GNSS. Sin embargo, el rendimiento de posicionamiento del RTK basado en el filtro de Kalman a menudo se ve comprometido por diversos factores al determinar un vector de posición relativa preciso entre vehículos aéreos no tripulados (UAV) en movimiento equipados con receptores y antenas GNSS de bajo costo, donde las ubicaciones de ambas antenas GNSS no se conocen con precisión y cambian con el tiempo. Algunos de los factores críticos que conducen a una alta tasa de resoluciones incorrectas de las ambigüedades enteras de fase de portadora son las diferencias de tiempo de medición entre los receptores GNSS, los frecuentes deslizamientos de ciclo con alto ruido en las mediciones de código y fase de portadora, y una ganancia del filtro de Kalman inapropiada debido a un satélite recién surgido. En este artículo, se presentan métodos efectivos para abordar esos factores y lograr un rendimiento fluido del RTK basado en el filtro de Kalman en UAV en movimiento. Utilizando nuestros extensos conjuntos de datos de 45 pruebas de vuelo, realizadas durante una duración de 3 a 12 minutos, los resultados de posicionamiento RTK mostraron que el error de posición cuadrático medio (RMSE) disminuyó hasta un 95.13%, con un promedio del 65.31%, y que el porcentaje de épocas que pasaron la prueba de razón, que es el método más común para validar la resolución de ambigüedades enteras de fase de portadora con doble diferencia, aumentó hasta un 130%, con un promedio del 23.54%.