Please use this identifier to cite or link to this item:
Title: Η χρησιμοποίηση του φίλτρου Kalman στον υδρογραφικό εντοπισμό θέσης με το GPS
Authors: Γιαννίου, Μιχαήλ
Committee Members: [χ.ό]
Item type: PhD thesis
Keywords: Global Positioning System;Kalman filtering;Geology;Παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης;Φίλτρο Kalman;Γεωλογία
Subjects: Topography
Issue Date: 30-Jan-2015
Date of availability: 30-Jan-2015
Publishing institution: Τμήμα Αγρονόμων-Τοπογράφων Μηχανικών, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης
Abstract: Η εργασία αυτή ασχολείται με τη μελέτη του προσδιορισμού θέσης με το σύστημα GPS (Global Positioning System) με μετρήσεις ψευδοαποστάσεων και με την εφαρμογή του φίλτρου Kalman στον υδρογραφικό εντοπισμό θέσης με τη βοήθεια του GPS. Αρχίζει με μια παρουσίαση του συστήματος, στην οποία περιλαμβάνονται μια σύντομη αναφορά στις κινηματικές εφαρμογές του GPS και μια αναλυτική περιγραφή (με τη μορφή παραδείγματος) του αλγόριθμου προσδιορισμού θέσης από παρατηρήσεις ψευδοαποστάσεων. Στη συνέχεια ακολουθεί η εκτενής θεωρητική παρουσίαση του φίλτρου Kalman. Τέλος περιγράφεται η δομή του προγράμματος σε ΗΥ, που υλοποιεί το μοντέλο σταθερής ταχύτητας του φίλτρου και δίνονται τα αποτελέσματα και τα αντίστοιχα σχόλια. Το πρόγραμμα χρησιμοποιεί πραγματικά δεδομένα μετρήσεων από ένα δέκτη ναυσιπλοΐας GPS. Η εργασία αποτελείται από τέσσερα κεφάλαια. Το πρώτο περιλαμβάνει την εισαγωγή. Το δεύτερο απαρτίζεται από τέσσερα υποκεφάλαια. Σε αυτά δίνονται κάποια γενικά στοιχεία για το GPS και τον κινηματικό προσδιορισμό στίγματος με αυτό. Επίσης δίνονται οι εξισώσεις προσδιορισμού θέσης υπό μορφή αλγόριθμου και τέλος ένα αριθμητικό παράδειγμα υλοποίησης του αλγόριθμου. Το τρίτο κεφάλαιο συνίσταται από τέσσερα υποκεφάλαια. Πρώτο είναι η εισαγωγή και ακολουθεί ένα θεωρητικό παράδειγμα που εισάγει τον αναγνώστη πιο ομαλά στο επόμενο, όπου γίνεται η αυστηρή θεωρητική περιγραφή του φίλτρου Kalman. Το τρίτο υποκεφάλαιο περιγράφει την εφαρμογή του φίλτρου σε παρατηρήσεις από GPS και στο τέταρτο δίνεται μία περίληψη των παραπάνω υπό μορφή αλγόριθμου για το μοντέλο σταθερής ταχύτητας. Στο τέταρτο περιέχονται τρία υποκεφάλαια. Στο πρώτο γίνεται η περιγραφή και μια αξιολόγηση των δεδομένων του δέκτη. Στο δεύτερο περιγράφεται η δομή του προγράμματος και αιτιολογούνται οι τιμές των παραμέτρων του. Στο τελευταίο γίνεται η παρουσίαση και η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων. Το πέμπτο κεφάλαιο περιλαμβάνει τα συμπεράσματα που προκύπτουν από την ανάλυση των αποτελεσμάτων. Σ’ αυτό γίνονται επίσης και οι σχετικές προτάσεις.
This diploma thesis deals with the study of positioning at sea using the satellite-based radio navigation system NAVSTAR/GPS. It refers to the hydrographic and navigation applications of it implementing the Kalman filtering technique for precise positioning of a moving vessel taking into account its dynamics and the corresponding error sources. Pseudorange GPS measurments collected at sea are used for the design and development of various Kalman filtering models for GPS. These models are developed according to the speed and acceleration of the vessel and introducing into the computation the geometry of satellites as an additional information. The thesis is divided in four main parts: The first part is an introductory chapter concerning hydrography and its marine applications related to geodesy and other geosciences. The second part contains four chapters. In the first two chapters the necessary background and basic principles concerning GPS are presented as well as its kinematic applications to navigation problems. The last two chapters describe the algorithm employed for precise positioning at sea using GPS pseudoranges and include a detailed description of the corresponding equations. Finally, a numerical example is given in order to make clear the structure of the computer programs designed. The third part consists also from four chapters. The first of them is an introduction concerning the fundamental Kalman filtering theory and its applications to navigation. In the second chapter a theoretical example of the use of Kalman filtering is presented in order to demonstrate its application to navigation and generally to marine integrated navigation systems. The objective of the third chapter is the presentation of the use of Kalman filtering in GPS measurements and the last one regards the identification of the interactions of the system and the filter in order to meet the specified requirements in accuracy and reliability.
Language: Greek
Number of pages: 113
Citation: Γιαννίου, Μ. (1992). Η χρησιμοποίηση του φίλτρου Kalman στον Υδρογραφικό εντοπισμό Θέσης με το GPS. Διπλωματική Εργασία, Τομέας Γεωδαισίας και Τοπογραφίας, Τμήμα Αγρονόμων-Τοπογράφων Μηχανικών, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, 07/1992, σσ. 113. Available from:
Access scheme: Publicly accessible
License: Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ηνωμένες Πολιτείες
Appears in Collections:Δημοσιεύσεις

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Gianniou_1992_Diploma_Thesis.pdf7.42 MBAdobe PDFView/Open

This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons