Аспирант, ст. преп.,
г. Москва.
Nizhenec T. V., Postgraduate Student,
Moscow.
Д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой,
г. Москва.
Moscow.
Канд. техн. наук, доц., доцент,
г. Москва.
Moscow.
Основным фактором повышения эффективности процесса функционирования навигационных систем в различных областях является разработка новых подходов к определению местоположения мобильных объектов в условиях гетерогенной среды распространения сигнала. Распространение сигнала через различные среды и материалы приводит к сложным эффектам, таким как многолучевое распространение, затухание, явление дифракции и другим, которые существенно влияют на точность и надежность работы систем определения местоположения, основанных на беспроводных технологиях. Поэтому неоднородность беспроводной среды требует комплексного подхода к позиционированию, сочетающего различные технологии, алгоритмы и методы обработки данных. Беспроводное позиционирование предполагает наличие мобильных узлов (агентов), положение которых должно быть определено относительно опорных беспроводных узлов (базовых узлов) с постоянной и точно известной позицией в принятой системе координат. Цель исследования — разработка алгоритма получения оценки местоположения мобильного объекта в гетерогенной среде с использованием методов дальнометрии и трилатерации. В статье представлен процесс определения координат мобильного объекта на основе измерения времени распространения сигнала между узлами сети и использования алгоритма триангуляции для вычисления координат агента. Для определения местоположения агента на основе измеренных расстояний до него от базовых узлов применяются геометрический метод оценки местоположения агента, метод наименьших квадратов и показатель уровня принимаемого сигнала в зависимости от количества полученных данных от различных базовых узлов. Результаты численных исследований позволяют говорить о том, что разработанный комплексный алгоритм определения местоположения агента позволяет получить оценку координат агента в двумерном пространстве гетерогенной среды при наличии измерений от двух и более базовых узлов системы. Полученные результаты могут быть полезны при проектировании систем позиционирования для беспроводных сенсорных сетей, используемых в задачах мониторинга, навигации, логистики и других областях.
A key factor in enhancing the efficiency of navigation systems across various domains is the development of novel approaches for determining the location of mobile objects within heterogeneous signal propagation environments. The non-uniform nature of wireless environments necessitates a comprehensive positioning strategy, integrating diverse technologies, algorithms, and data processing methods. Wireless positioning relies on the presence of mobile nodes, whose locations must be determined relative to fixed reference wireless nodes (base stations) with known and precise positions within the adopted coordinate system. This research aims to develop an algorithm for estimating the location of a mobile object in a heterogeneous environment utilizing range measurement and trilateration techniques. The paper presents a process for determining the coordinates of a mobile object based on measuring signal propagation time between network nodes and employing a triangulation algorithm to calculate the agent’s coordinates. To pinpoint the agent’s location using measured distances from base stations, the research employs geometric methods for estimating the agent’s location, the least squares method, and the received signal strength indicator, depending on the quantity of data received from various base stations. Numerical studies reveal that the developed comprehensive algorithm for determining the agent’s location enables the estimation of its coordinates in a two-dimensional heterogeneous environment when measurements are available from two or more base stations. The obtained results hold potential for application in the design of positioning systems for wireless sensor networks, utilized in tasks involving monitoring, navigation, logistics, and other areas.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.