Naukowcy opracowali sposób lokalizacji osób i sprzętu w miejscach, gdzie nie działa GPS

Naukowcy z laboratorium badawczego armii amerykańskiej opracowali nowy algorytm umożliwiający lokalizację ludzi i robotów w obszarach, w których GPS jest niedostępny.

Według dwójki badaczy, Gunjana Verma i Dr. Fikadu Dagefu, armia musi być w stanie zlokalizować agentów i sprzęt działających w środowiskach ubogich w jakąkolwiek infrastrukturę.

Ta zdolność jest kluczowa, aby pomóc znaleźć żołnierzy i sprzęt – powiedział Verma. – W większości aplikacji cywilnych rozwiązania takie jak GPS dobrze sprawdzają się w tym zadaniu i pomagają nam, na przykład, za pomocą nawigacji dojechać do celu. Jednak naukowcy zauważyli, że takie rozwiązania nie są wystarczające, jeśli chodzi o miejsca, gdzie toczą się walki. Na przykład przeciwnik może zniszczyć np. satelity GPS lub zakłócać GPS w budynkach – powiedział Dagefu. – Dzieje się tak, ponieważ złożone i zagracone środowiska utrudniają rozprzestrzenianie się sygnałów bezprzewodowych w linii prostej. Dagefu powiedział, że przeszkody wewnątrz budynku,osłabiają moc sygnału (tłumienie) i przekierowują jego przepływ (nazywany wielościeżkowym), co czyni sygnał bezprzewodowy bardzo niewiarygodnym jeśli chodzi o przekazywanie informacji o lokalizacji.

Według naukowców, typowe podejścia do lokalizacji, które wykorzystują moc lub opóźnienie sygnału bezprzewodowego (tj. zzas potrzebny na dotarcie do celu ze źródła), dobrze sprawdzają się na wolnym powietrzu z minimalnymi przeszkodami, ale słabo radzą sobie np. w budynkach. Zespół naukowców z ARL, w tym Dagefu i Verma, opracował więc nowatorską technikę określania kierunku nadejścia, lub DoA, źródła sygnału o częstotliwości radiowej, które jest podstawowym czynnikiem umożliwiającym lokalizację.

Proponowana technika jest odporna na wielokrotne efekty rozpraszania, w przeciwieństwie do istniejących metod, takich jak te, które polegają na fazie lub czasie przybycia sygnału do oszacowania DoA – powiedział Verma. – Oznacza to, że nawet w obecności okluderów, które rozpraszają sygnał w różnych kierunkach, zanim zostanie odebrany przez odbiornik, proponowane podejście może dokładnie oszacować kierunek źródła. Podstawową ideą jest to, że gradient siły odbieranego sygnału przestrzennego, lub RSS, przenosi informacje o kierunku źródła.

Kluczowym wynalazkiem według naukowców jest algorytm, który kontroluje przestrzenne wartości odstające i korelacje. Co ważne, gdy sygnał jest bardzo głośny, estymator prawidłowo wyprowadza, że ​​nie ma żadnego DoA i nie wskazuje arbitralnego kierunku. Dane wyjściowe są szacunkowymi wartościami DoA i związaną z nimi niepewnością.

Naukowcy sprawdzili to podejście za pomocą kilku dostępnych publicznie, a także wewnętrznych zestawów danych pomiarowych o pasmach 40 MHz i 2,4 GHz, a także danych z symulacji o wysokiej wierności.Technika działa w warunkach dużego toru komunikacyjnego, w którym zawodzi oszacowanie oparte na klasycznej fazie lub czasie przybycia.

Oprócz braku wymaganej infrastruktury, proponowana technika nie opiera się również na żadnych wcześniejszych danych szkoleniowych, wiedzy o środowisku, wielu antenach ani wcześniejszej kalibracji między węzłami.

źródło: gpsdaily.com