Suuntakulmaan perustuvien radiolähettimen paikannusalgoritmien paikannustarkkuuden arviointi
Kallonen, Antti (2013)
2013
Sähkötekniikan koulutusohjelma
Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta - Faculty of Computing and Electrical Engineering
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2013-06-05
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201306141227
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201306141227
Tiivistelmä
Radiolähetteen mittaaminen useassa maantieteellisessä pisteessä mahdollistaa radiolähettimen paikantamisen. Paikannusta voidaan käyttää paikannettaessa hätälähettimiä onnettomuuden jälkeen. Hätälähettimet lähettävät radiosignaalia tunnetulla taajuudella ja käynnistyvät onnettomuuden tapahduttua. Viranomaisten täytyy tämän jälkeen selvittää lähettimen sijainti, ellei mitään muuta tietoa onnettomuuden tapahtumapaikasta ole. Mahdollisimman tarkka ja nopea paikannus nopeuttaa avun saapumista oikeaan paikkaan.
Radiolähetteitä paikannetaan joko lähetteen suuntakulmaan perustuen tai mittaamalla signaalin aikaeroa useassa maantieteellisessä pisteessä. Tässä työssä keskitytään arvioimaan suuntakulmaan perustuvien paikannusalgoritmien paikannustarkkuutta. Kirjallisuudesta löytyy useita algoritmeja paikannustuloksen laskemiseen, mutta tietoa on hyvin vähän paikannusalgoritmien paikannustarkkuudesta tai paikannustuloksista eri etäisyyksillä sijaitseviin radiolähettimiin. Tutkimusongelmana on valittujen suuntakulmaan perustuvien paikannusalgoritmien paikannustarkkuuden arviointi simuloituihin radiolähettimiin. Simulaatiossa luodaan radiolähettimiä vaihteleville etäisyyksille radiolähettimen suuntaa mittaavista antureista. Tavoitteena on myös tutkia onko paikannusalgoritmien toiminta ennustettavissa paikannettaessa radiolähettimiä x-y-tasolla vai tuottaako joku algoritmi yllättäviä epäjatkuvuuskohtia.
Työssä käsitellään aluksi perusteita radioaalloista sekä radiolähettimen paikannus-menetelmistä. Tämän jälkeen esitellään radiolähettimen paikannuksen käytännön sovellutuksia sekä siirrytään käsittelemään suuntakulmaan perustuvia radiolähettimen paikannusalgoritmeja. Seuraavaksi esitellään simulaatio paikannusalgoritmien vertailua varten sekä simulaation tulokset. Lopuksi käsitellään simulaation tulokset ja tehdään yhteenveto paikannusalgoritmien paikannustarkkuudesta.
Radiolähetteitä paikannetaan joko lähetteen suuntakulmaan perustuen tai mittaamalla signaalin aikaeroa useassa maantieteellisessä pisteessä. Tässä työssä keskitytään arvioimaan suuntakulmaan perustuvien paikannusalgoritmien paikannustarkkuutta. Kirjallisuudesta löytyy useita algoritmeja paikannustuloksen laskemiseen, mutta tietoa on hyvin vähän paikannusalgoritmien paikannustarkkuudesta tai paikannustuloksista eri etäisyyksillä sijaitseviin radiolähettimiin. Tutkimusongelmana on valittujen suuntakulmaan perustuvien paikannusalgoritmien paikannustarkkuuden arviointi simuloituihin radiolähettimiin. Simulaatiossa luodaan radiolähettimiä vaihteleville etäisyyksille radiolähettimen suuntaa mittaavista antureista. Tavoitteena on myös tutkia onko paikannusalgoritmien toiminta ennustettavissa paikannettaessa radiolähettimiä x-y-tasolla vai tuottaako joku algoritmi yllättäviä epäjatkuvuuskohtia.
Työssä käsitellään aluksi perusteita radioaalloista sekä radiolähettimen paikannus-menetelmistä. Tämän jälkeen esitellään radiolähettimen paikannuksen käytännön sovellutuksia sekä siirrytään käsittelemään suuntakulmaan perustuvia radiolähettimen paikannusalgoritmeja. Seuraavaksi esitellään simulaatio paikannusalgoritmien vertailua varten sekä simulaation tulokset. Lopuksi käsitellään simulaation tulokset ja tehdään yhteenveto paikannusalgoritmien paikannustarkkuudesta.