В.Б. Пудловский1, А.П. Малышев2, А.А. Чугунов3, С.В. Черных4, С.А. Серов5

1 Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений

(пос. Менделеево, Россия)

1–5 Национальный исследовательский университет «Московский Энергетический Институт» (Москва, Россия)

1 pudlovskiy@vniiftri.ru, 2 malyshevap99@gmail.com, 3 san4es_95@mail.ru, 4 ChernykhSVl@mpei.ru,

5 srv.28@yandex.ru

Постановка проблемы. Координатное обеспечение для беспилотных транспортных средств в городских условиях только по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) не предоставляет требуемой точности и надежности из-за влияния переотражения, затухания или блокирования сигналов спутников. Для обеспечения «бесшовной» навигации и
повышения ее надежности используют интеграцию приемников ГНСС с другими навигационными средствами, в том числе с локальными навигационными системами (ЛНС).

Цель. Провести анализ возможности «бесшовной» навигации за счет совместной обработки измерений по сверхширокополосным (СШП) сигналам и сигналам ГНСС ГЛОНАСС в сложных условиях города, а также экспериментально определить
эффективность эффективности использования ЛНС для поддержки высокоточного позиционирования объектов в городе по сигналам ГЛОНАСС.

Результаты. Предложен алгоритм для совместной обработки сигналов ГНСС и сверхширокополосных сигналов (СШП) ЛНС в единой шкале времени, который потенциально позволяет достичь «бесшовной» навигации автомобиля в городских условиях.

Практическая значимость. Результаты обработки экспериментальных данных показали, что максимальная дальность между
приемником и передатчиком СШП сигналов не превышает 100 м, а погрешность оценки координат автомобиля с помощью предложенного алгоритма не превысила 1,5 м.

Пудловский В.Б., Малышев А.П., Чугунов А.А., Черных С.В., Серов С.А. Фильтрационный алгоритм оценки координат автомобиля в городе по сигналам ГНСС и сверхширокополосным сигналам локальной навигационной системы // Успехи современной радиоэлектроники. 2024. T. 78. № 1. С. 64–77. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202401-06

1. Du J., Barth M. Next-generation automated vehicle location systems: Positioning at the lane level // IEEE Trans. Intell. Transp. Syst. Mar. 2008. V. 9. № 1. P. 48–57.
2. Luettel T., Himmelsbach M., Wuensche H. Autonomous ground vehicles – Concepts and a path to the future // Proc. IEEE. May 2012. V. 100. № Special Centennial Issue. P. 1831–1839.
3. Wan G. et al. Robust and Precise Vehicle Localization Based on Multi-Sensor Fusion in Di-verse City Scenes // IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA). 2018. P. 4670–4677. Doi: 10.1109/ICRA.2018.8461224.
4. V. ilçi, C. Toth, Charles High definition 3D map creation using GNSS/IMU/LiDAR sensor integration to support autonomous vehicle navigation // Sensors. Feb. 2020. V. 20. P. 899. Doi: 10.3390/s20030899.
5. Tsaregorodtsev D., Petuhov N., Chugunov A., Kulikov R., Zamolodchikov V. Integration of GNSS with Non-Radio Sensors with Separation of the State Vector for Transport Navigation Tasks // 27th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems (ICINS). 2020. P. 1–3. Doi: 10.23919/ICINS43215.2020.9133762.
6. Chugunov A.A., Petukhov N.I., Malyshev A.P., Pudlovskiy V.B., Glukhov O.V., Frolov A.A. Experimental Evaluation of UWB Local Navigation System Performance Used for Pedestrian and Vehicle Positioning in Outdoor Urban Environments // XV International Scientific-Technical Conference on Actual Problems Of Electronic Instrument Engineering (APEIE). 2021. P. 449–454. Doi: 10.1109/APEIE52976.2021.9647604.
7. Jiang W., Cao Z., Cai B., Li B., Wang J. Indoor and Outdoor Seamless Positioning Method Using UWB Enhanced Multi-Sensor Tightly-Coupled Integration // IEEE Transactions on Vehicular Technology, Oct. 2021. V. 70. № 10. P. 10633–10645. Doi: 10.1109/TVT.2021.3110325.
8. Masiero A., Toth C., Gabela J. et al. Experimental Assessment of UWB and Vision-Based Car Cooperative Positioning System // Remote Sensing. 2021. V. 13. № 4858. P. 35.
9. MacGougan G., O'Keefe K., Klukas R. Tightly-coupled GPS/UWB Integration // Journal of Navigation. Jan. 2010. V. 63. № 1. P. 1–22. Doi: 10.1017/S0373463309990257.
10. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / Под ред. А.И. Перова, В.Н. Харисова. Изд. 4-е, перераб. и доп. М.: Радиотехника. 2010.
11. Korogodin I.V., Malyshev A.P., Chugunov A.A., Brovko T.A., Siziakova A.Y., Vakhitov R.R. Comparison of local ultra-wideband radio navigation systems architectures // 4th International Youth Conference on Radio Electronics, Electrical and Power Engineering (REEPE). 2022. P. 1–6. Doi: 10.1109/REEPE53907.2022.9731398.
12. Pudlovskiy V., Chugunov A., Kulikov R. Investigation of Impact of UWB RTLS Errors on AGV Positioning Accuracy // International Russian Automation Conference (RusAutoCon). 2019. P. 1–5. Doi: 10.1109/RUSAUTOCON.2019.8867677.
13. Pudlovskiy V.B., Frolov A.A., Chernyh S.V., Serov S.A., Malyshev A.P. Synchronization of Time Scales of Local Navigation Systems and GNSS for «Seamless» Navigation in Urban Conditions // 30th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems (ICINS). 2023. P. 1–4. Doi: 10.23919/ICINS51816.2023.10168516.
14. DW1000 – Datasheet. 2009. URL: https://www.decawave.com/sites/default/files/resources/dw1000-datasheet-v2.09.pdf
15. ГОСТ 33471-2015. Методы испытаний навигационного модуля устройства/системы вызова экстренных оперативных служб.