Algoritmy určování polohy a fúze dat pro radionavigační systémy

Abstract

Tato disertační práce shrnuje několik způsobů využití radiových signálů pro účely určování polohy, popisuje jejich teoretické meze přesnosti, přirozená omezení a nedostatky. Aplikace těchto základních principů jsou demonstrovány na reálných systémech jako např. GNSS nebo UWB lokalizačních systémech. K určování polohy je vždy využito měřených parametrů radiových signálů, jejichž vztah k samotné informaci o poloze je obvykle nelineární. V rámci práce je popsáno několik iterativních algoritmů, které jsou vhodné k řešení nelineárních soustav „navigačních rovnic”. Některé z algoritmů jsou aplikovány na reálné problémy. Jsou také popsány metody integrace několika radionavigačních systémů, případně dalších systémů (např. inerciální navigace). Práce se zaměřuje zejména na metody Kálmánovy filtrace.

The doctoral thesis reviews various possibilities of radio signal exploitation for positioning purpose and presents the respective theoretical accuracy bounds as well as their inherent limitations and drawbacks. Applications of the basic principles are shown on the real systems, such as GNSS or UWB localization systems. The positioning is always performed on the basis of several observables; such problems are typically nonlinear. Within the thesis, several iterative algorithms that are able to solve the "navigation equations" are provided and applied on real problems. Methods of integration of several radionavigation systems and possibly other systems (such as inertial navigation) are described as well. The thesis is focused on the Kalman filtering approaches, in particular.