ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ
СПУТНИКОВЫМИ СИСТЕМАМИ 7
1.1 Описание процесса спутникового отслеживания 7
1.2 Сравнительный анализ существующих систем спутниковой навигации . 10
1.3 Описание проблемы точности координат маршрута 13
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АЛГОРИТМА
КОРРЕКЦИИ КООРДИНАТ 17
2.1 Построение математической модели задачи 17
2.2 Применение фильтра Калмана к построенной математической модели .. 21
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА СЕРВЕРНОГО ПРИЛОЖЕНИЯ ОБРАБОТКИ И
ХРАНЕНИЯ КООРДИНАТНЫХ ДАННЫХ 23
3.1 Требования к разработке серверной части системы обработки координат 23
3.2 Серверная архитектура системы обработки координат 24
3.3 Создание базы данных системы обработки координат 25
3.4 Разработка программного кода сервера обработки координат 29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 39
ПРИЛОЖЕНИЕ 42
В современном мире повсеместно используются средства спутниковой навигации и отслеживания координат различных объектов для их сохранения и дальнейшего анализа. Основными системами спутниковой навигации являются GPS и российская система ГЛОНАСС. Они способны измерить координаты, скорость и направление движения любого объекта, оснащённого приёмником, настроенным на соответствующую передачу данных. Однако, из-за различных ошибок и погрешностей в измерении координат, как, например, отражение радиочастотных волн от соседних поверхностей и электромагнитных помех, зачастую информация о местоположении объектов может являться недостаточно точной.
Для увеличения точности определяемых координат существуют различные методы, от простой фильтрации данных до использования систем с дополнительными устройствами навигации, для которых изначально точно определены координаты местоположения. Фильтрация данных GPS-потока, разумеется, не даст такого точного результата, как применение более точного оборудования, но при этом она наименее ресурсозатратна.
В качестве алгоритма фильтрации данных в данной бакалаврской работе будет рассмотрен алгоритм фильтрации Рудольфа Калмана, Он повсеместно используется для решения различных задач в экономической сфере и инженерных исследованиях. Суть фильтра Калмана в системе геопозиционирования сводится к предположению следующей координаты некоторого объекта, а затем уточнение этой координаты в соответствии с проведённым измерением, которое содержит в себе некоторую погрешность. Данный фильтр позволяет снизить воздействие внешнего шума на координаты объекта и даёт хорошую оценку его местоположения в любой момент времени.
Цель бакалаврской работы - разработка программного метода применения фильтра Калмана для обработки спутниковых данных.
Объектом бакалаврской работы является повышение точности геоданных с помощью фильтра Калмана.
В задачи бакалаврской работы входят следующие пункты:
• анализ проблем, возникающих в процессе отслеживания объектов спутниковыми системами навигации;
• создание математической модели фильтра Калмана для снижения влияния внешних шумов на координатные траектории движения;
• разработка сервера обработки и фильтрации данных соответствующим алгоритмом.
Бакалаврская работа включает в себя три содержательные главы.
В первой главе описывается принцип работы систем спутникового отслеживания и анализируются проблемы, возникающие в процессе их работы.
Во второй главе создаётся математическая модель фильтра Калмана и рассчитываются формулы для обработки данных.
В третьей главе описан процесс разработки сервера фильтрации и обработки данных для применения выбранного метода оптимизации координат.
В заключении подводятся итоги бакалаврской работы и формируются выводы по теме работы.
Настоящая бакалаврская работа состоит из введения, трех глав и заключения.
Во введении обозначена актуальность работы, определены предмет и объект исследования, поставлены цели и указаны задачи, которые необходимо решить для достижения цели.
В первой главе описан принцип работы спутниковых систем навигации, проведён сравнительный анализ существующих разработок в сфере спутникового отслеживания, а также описывается проблема точности полученных геоданных.
Во второй главе происходит разработка математической модели фильтра Калмана, а также рассчитываются итерационные формулы для его применения.
В третьей главе описывается разработка сервера обработки и фильтрации данных, создание базы данных для хранения информации, реализация программного кода фильтрации данных и проведён анализ результатов.
Проблемой исследования в рамках настоящего бакалаврского проекта являлась недостаточная точность координатных данных, полученных со спутниковых систем навигации в их изначальном виде .
Целью исследования являлось создание сервера обработки и фильтрации спутниковых данных при помощи фильтра Калмана.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1. Проведён анализ проблем, возникающих в процессе отслеживания объектов спутниковыми системами навигации .
2. Создана математическая модель фильтра Калмана для снижения влияния внешних шумов на координатные траектории движения.
3. Разработан сервер обработки и фильтрации данных.
Теоретической основой исследования стали работы отечественных и зарубежных авторов, законодательные акты, ведомственные материалы, рекомендации и инструкции.
Таким образом, цель работы можно считать достигнутой.
