Tensor-based time-delay estimation techniques for third generation global positioning system

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Zanatta, Mateus da Rosa
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio.unb.br/handle/10482/32286
http://dx.doi.org/10.26512/2018.02.D.32286
Resumo: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018.
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spelling Tensor-based time-delay estimation techniques for third generation global positioning systemSistemas de satélitesSistema de posicionamento globalEstimação de atrasoDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018.Sistemas de satélites de navegação global, do inglês Global Navigation Satellite System (GNSS), como o GPS Americano, Galileo, GNSS Europeu, GLONASS, GNSS Russo, e o BeiDou, GNSS Chinês, são de extrema importância para aplicações que vão desde a aviação civil à mísseis guiados. Ademais, o número de de aplicações que utilizam GNSS têm crescido consideravelmente, por exemplo, autoridades de pesca podem utilizar GNSS para monitorar barcos pesqueiros e garantir um manejo sustentável às áreas de pesca [1]. Além disso, GNSS pode ser utilizado em sistemas de pedágios automáticos [2] e veículos autônomos [3]. Afinal, GNSS pode ser utilizado em agricultura de precisão para aumentar a precisão na fertilização e permitir o uso de máquinas agrícolas 24 horas por dia [4]. Estas aplicações descritas requerem alta precisão no posicionamento do usuário, mesmo em ambientes complexos onde componentes de multipercurso estão presentes. Por isso, para que se tenha uma melhor separação entre sinais transmitidos, o GPS de terceira geração adicionará o sinal L1 civil (L1C) pilot code para ser transmitido ao lado do padrão Coarse Acquisition (C/A). Adicionalmente, L1C pilot code incluirá a Time Multiplexed Binary Offest Carrier (TMBOC) para que se tenha um melhor desempenho em ambientes com componentes de multipercurso e prover uma melhor separação espectral do sinal para diminuir interferências inter-sistema e intra-sistema [5]. Nesta dissertação estudamos o estado-da-arte do método de estimação de atraso baseado na decomposição de valores singulares de alta ordem, do inglês Higher-Order Singular Value Decomposition (HOSVD), o estado-da-arte do método direção de chegada através da fatorização Khatri-Rao, do inglês Direction of Arrival via Khatri-Rao Factorization(DoA/KRF), e o estado-da-arte do método de estimação de atraso baseado na decomposição poliádica canônica por decomposição de autovalores generalizados, do inglês Canonical Polyadic Decomposition by Generalized Eigenvalue Decomposition (CPD-GEVD). Além disso, mostramos que ambos métodos do estado-da-arte podem ser combinados com o sinal L1C pilot code do GPS de terceira geração. Adicionalmente, propomos a utilização da Estrutura Semi- Algébrica para Decomposição Canonical Polyadic Aproximadas Através de Diagonalizações Simultâneas para Estimação de Atraso, do inglês Semi-algebraic framework for approximate Canonical Polyadic Decompositions via Simultaneous Matrix Diagonalizations (SECSI), com HOSVD para realizar a estimação de atraso para GPS de segunda e terceira geração. O método SECSI herda todas as vantagens do CPD-GEVD e pode ser combinado com o sinal L1C e a modulação TMBOC.Global Navigation Satellite Systems (GNSS), such as American GPS, European Galileo, Russian GLONASS, and Chinese BeiDou, are crucial for applications ranging from traditional civilian aviation to missile guiding. Furthermore, the number of GNSS applications have been increasing, for instance, fishing authorities can use GNSS to monitor fishing ships and guarantee the sustainable management of its fishing areas. In addition, GNSS can be utilized for automatic toll system and for autonomous vehicle. Finally, GNSS can be used in precision farming for increasing precision of fertilization and allow the utilization of agriculture vehicles 24 hour a day. Such applications require a very accurate positioning even in complex scenarios, where multipath components are present. Thus, in order to introduce a better separation between transmitted signals, the third generation of GPS adds the L1 civil (L1C) pilot code to operate alongside the standard Coarse Acquisition (C/A). Moreover, the L1C pilot code includes a Time Multiplexed Binary Offset Carrier (TMBOC) in order to have a better performance in multipath scenarios and provide a better spectral separation of the signal which limits intra-system and inter-system interference. In this thesis, we study the state-of-the-art Higher-Order Singular Value Decomposition (HOSVD) based method to time-delay estimation, and the state-of-the-art Canonical Polyadic Decomposition by Generalized Eigenvalue Decomposition (CPDGEVD) based timedelay estimation approach. Furthermore, we show that both state-ofthe- art approaches can be successfully applied to the third generation GPS L1C pilot code. In addition, we propose a Semi-algebraic Framework for Approximate Canonical Polyadic Decomposition via Simultaneous Matrix Diagonalization (SECSI) with HOSVD based time-delay estimation scheme for second and third generation global positioning system. The SECSI based approach inherits all the advantages of the CPD-GEVD and can be also combined with the L1C signaling and TMBOC modulation.Costa, João Paulo Carvalho Lustosa daMiranda, Ricardo KehrleZanatta, Mateus da Rosa2018-07-20T19:49:54Z2018-07-20T19:49:54Z2018-07-192018-02-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfZANATTA, Mateus da Rosa. Tensor-based time-delay estimation techniques for third generation global positioning system. 2018. 83 f., il. Dissertação (Mestrado em Sistemas Mecatrônicos)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.http://repositorio.unb.br/handle/10482/32286http://dx.doi.org/10.26512/2018.02.D.32286InglêsporA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2023-07-13T20:17:28Zoai:repositorio.unb.br:10482/32286Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2023-07-13T20:17:28Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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