A comparative performance analysis of GPS position estimation methods
GPS konum tahmin metotlarının karşılaştırmalı performans analizi
- Tez No: 856792
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZGÜR ERTUĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Çok az miktarda konum hatası toleransına ihtiyaç duyulan birçok uygulama bulunmaktadır. Neredeyse tüm askeri ve havacılık sistemleri için bu durum üzerinde durulması gereken çok önemli bir konudur. Bu yüzden konum tahmininin doğruluğunu birkaç santimetre bile artırmak önemsiz bir gelişme değildir. Konum tahmini hataları, çokyolluluk (multipath) etkisi, iyonosfer ve troposfer etkileri, Doppler kayması, saat hassasiyeti gibi birçok hata kaynağından dolayı meydana gelir. Bu kaynakların yanı sıra, uydu pozisyonları elde edildikten ve ham uzaklık (pseudorange) ölçümleri yapıldıktan sonra uygulanan matematiksel konum hesaplama süreci de bir hata oluşturur. GPS sistemleri, alıcı ile uydu arasındaki mesafe üzerinden konum hesabı yapmaktadır. Alıcı izlediği her uydu için bir denklem elde eder ve denklemin bilinmeyenleri bir denklem kümesiyle çözülebilir. Bu denklem kümesini çözmek için farklı matematiksel yöntemler geliştirilmiştir. Bu çalışmada, literatürde kullanılan üç farklı konum hesaplama algoritmasının konum doğruluğu açısından etkileri karşılaştırılmaktadır. Uydu pozisyonları, konumu bilinen bir sabit GPS alıcı istasyonundan alınan GPS kaydından elde edilmiştir ve alıcı konumu için uydu koordinatları ve alıcı ile uydular arasındaki mesafeleri içeren bir denklem kümesi oluşturulmuştur. Bu denklem kümesi, en küçük kareler yöntemi, ağırlıklı en küçük kareler yöntemi ve çoklaterasyonlu cebirsel yöntem olmak üzere üç farklı konum hesaplama algoritması ile işlenmiştir ve hesaplanan alıcı konumu bilinen alıcı konumu ile karşılaştırılmıştır. Bu tez çaışmasında, ağırlıklandırılmış en küçük kareler yöntemi için üssel ve sigma modellerindeki model parametreleri incelenmiştir. Üstel model kullanılan ağırlıklandırılmış en küçük kareler yönteminin 7,97 metre ile en az ortalama konum tahmin hatası verdiği ortaya çıkarılmıştır. Bu değer, en küçük kareler yöntemine göre %31 daha iyi sonuç alındığnı göstermektedir.
Özet (Çeviri)
There are so many applications that require small tolerance to position error. It is so critical for nearly all military and avionics systems. Enhancing the accuracy of position estimation by even a few centimeters is a significant improvement. Estimation errors occur due to a lot of error sources, like multipath effects, ionosphere, and troposphere effects, Doppler shift, clock sensitivity. Besides these sources, mathematically position calculation process after obtaining satellite positions and measuring pseudoranges also causes an error. GPS systems calculate position via the distance between receiver and satellites. An equation is obtained for each satellite the receiver monitors, and the unknowns can be solved by a set of equations. Different mathematical methods have been developed to solve the set of equations. In this study, the effects of three different position calculation algorithms used in literature are compared by means of position accuracy. Satellite positions are learned from a GPS record of a fixed GPS receiver station whose position is known, and a set of equations is formed for receiver position including satellite positions and the distances between the receiver and the satellites. This set of equation is processed with three different position calculation algorithms which are the least squares method, the weighted least squares method and the multilateration algebraic method and calculated receiver position is compared with known receiver position. In the thesis study, model parameters in exponential and sigma model for weighted least squares method are examined. It has been revealed that the weighted least squares method using the exponential model yields the lowest average position estimation error of 7.97 meters. This value indicates a 31% improvement compared to the least squares method.
Benzer Tezler
- BeiDou ile diğer global konum belirleme sistemlerinin karşılaştırmalı analizi ve troposferik kestirimler
Comparative analysis of BeiDou and other global positioning systems and tropospheric estimations
VOLKAN AKGÜL
Doktora
Türkçe
2024
Jeodezi ve FotogrametriZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KURTULUŞ SEDAR GÖRMÜŞ
PROF. DR. SHUANGGEN JIN
- GNSS-INS sensör entegrasyonu ile otonom araçlarda hassas konum belirleme
Precise positioning in autonomous vehicles with GNSS-INS sensor integration
AHMET CAN UÇARLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Jeodezi ve FotogrametriOndokuz Mayıs ÜniversitesiHarita Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VELİ İLÇİ
- Enhancement of situational awareness in physical security using mixed reality
Fiziksel güvenlikte karma gerçeklikle durumsal farkındalığın artırılması
NAZIM YİĞİT KAVASOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKHAN İNCE
- Elektrokardiyogram ölçümleri, GPS ve sınıflandırma algoritmaları kullanılarak futbol hakemlerinin maç aktivite analizi
Match activity analysis of soccer referees using electrocardiogram, GPS and clustering algorithms
CENGİZ KÜRKÇÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÜMİT DENİZ ULUŞAR
- Seismic analysis of Fatih Sultan Mehmet suspension bridge
Başlık çevirisi yok
NURDAN APAYDIN MEMİŞOĞLU
Doktora
İngilizce
2002
Deprem MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ERDİK