Development of a model for calculating the dilution of precision coefficients of the global navigation system at a given point in space

• Autorzy: Turovsky Oleksandr , Blazhennyi Nazarii , Vozniak Roman , Horbachova Yana , Horbachov Kostiantyn , Rudenko Nataliia

Identyfikatory

DOI

10.35784/iapgos.6401

Warianty tytułu

PL

Opracowanie modelu obliczania rozmycia współczynników precyzji globalnego systemu nawigacji w danym punkcie przestrzeni

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this article, a model for calculating the coefficients of dilution of precision of object positioning using the Global Navigation Satellite System is proposed. The proposed model makes it possible to obtain the values of the coefficients of position dilution of precision of a manned aerial object for a certain period of time in a given area. The dependence of the growth of the dilution of precision coefficient on the number of satellites over a given area is established. It is shown that, when the number of satellites over a given area is 4 or less, the value of the coefficient of the position dilution of precision reaches up to or more 20 units. There is provided an example of the application of the presented model in a certain area during a given period of time. It is established that in February 2024, the coefficient of position dilution of precision of the Global Navigation Satellite System in a given area was more than 20 units 18 times. The reason for this is that at a given location, due to the small number of satellites over a given area, it is practically impossible to measure navigation parameter at certain time intervals. This disadvantage occurs when only the Global Navigation Satellite System is used. The model presented for assessing the accuracy of the Global Navigation Satellite System can be used to evaluate the effectiveness of the use of manned aerial objects when they perform humanitarian, evacuation, rescue and logistics activities in a given area.

PL

W artykule zaproponowano model obliczania współczynników rozmycia precyzji pozycjonowania obiektów z wykorzystaniem Globalnego Systemu Nawigacji Satelitarnej. Zaproponowany model umożliwia uzyskanie wartości współczynników rozmycia precyzji położenia załogowego obiektu powietrznego w określonym przedziale czasu na zadanym obszarze. Określono zależność wzrostu współczynnika rozmycia precyzji od liczby satelitów na danym obszarze. Wykazano, że gdy liczba satelitów na danym obszarze wynosi 4 lub mniej, wartość współczynnika rozmycia precyzji pozycji osiąga wartość większą niż 20 jednostek. Podano przykład zastosowania przedstawionego modelu na pewnym obszarze w określonym przedziale czasu. Ustalono, że w lutym 2024 r. współczynnik rozmycia precyzji pozycji Globalnego Systemu Nawigacji Satelitarnej na danym obszarze przekroczył 20 jednostek 18 razy. Powodem tego jest to, że w danej lokalizacji, ze względu na małą liczbę satelitów na danym obszarze, praktycznie niemożliwe jest zmierzenie parametru nawigacyjnego w określonych odstępach czasu. Ta wada występuje, gdy używany jest tylko Globalny System Nawigacji Satelitarnej. Przedstawiony model oceny dokładności Globalnego Systemu Nawigacji Satelitarnej może być wykorzystany do oceny skuteczności wykorzystania załogowych obiektów powietrznych podczas wykonywania działań humanitarnych, ewakuacyjnych, ratowniczych i logistycznych na danym obszarze.

Słowa kluczowe

EN

global navigation system; navigation parameters; satellite position; coefficient of the dilution of precision

PL

globalny system nawigacji; parametry nawigacyjne; pozycja satelitarna; współczynnik rozmycia precyzji

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2025
• Tom: T. 15, nr 1
• Strony: 79--87
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Turovsky Oleksandr

• State University Information and Communication Technologies, Kyiv, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-4961-0876

autor

Blazhennyi Nazarii

• State University Information and Communication Technologies, Kyiv, Ukraine

• https://orcid.org/000-0002-3826-7400+

autor

Vozniak Roman

• National Defence University of Ukraine, Kyiv, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-3789-2837+

autor

Horbachova Yana

• National Defence University of Ukraine, Kyiv, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-1652-2941+

autor

Horbachov Kostiantyn

• National Defence University of Ukraine, Kyiv, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0001-7931-1028+

autor

Rudenko Nataliia

• https://orcid.org/0000-0001-8582-3126

Bibliografia

• [1] Bijjahalli S., Sabatini R., Gardi A.: GNSS performance modelling and augmentation for urban air mobility. Sensors 19, 2019, 4209 [https://doi.org/10.3390/s19194209].
• [2] Isik O. K., Hong J., Petrunin I., Tsourdos A.: Integrity Analysis for GPS-Based Navigation of UAVs in Urban Environment. Robotics 9(3), 2020, 66.
• [3] Kaplan E. D., Hegarty C. L.: Understanding GPS/GNSS. Principles and Applications. Artech House, London 2017.
• [4] Konin V. V., Kharchenko V. P.: Satellite radio navigation systems. Holtech, Kiev 2010.
• [5] Kossenko V., Crechkoseev A., Fatkulin R.: GLONASS space segment. Status & Modernization Joint - Stock Company "Academician M.F. Reshetnev" Information Satellite Systems ICG-7, November 04-09.2012, Beijing, China.
• [6] Lin F. et al.: Vehicle integrated navigation IMU mounting angles estimation method based on nonlinear optimization. Measurement Science and Technology 35(3), 2024, 036304 [https://doi.org/10.1088/1361-6501/ad1369].
• [7] Mori Gonzalez G. et al.: Vulnerability analysis of GPS receiver software. Proceedings of the 2019 International Conference on Localization and GNSS, ICL-GNSS 2019, Nuremberg, Germany, 8–22 March 2019.
• [8] Nagai K. et al.: Fault-Free Integrity of Urban Driverless Vehicle Navigation with Multi-Sensor Integration: A Case Study in Downtown Chicago. Navigation, Journal of the Institute of Navigation 71(1), 2024, 631[https://doi.org/10.33012/navi.631].
• [9] Oleynik E., Revnivykh S.: GLONASS Status and Modernization. CGSIG Meeting, September 2011 [https://www.gps.gov/cgsic/meetings/2011/revnivykh.pdf].
• [10] Savchenko V. et al.: Model of an alternative navigation system for high precision weapons. Journal of Defense Modeling and Simulation 19(3), 2022, 255–262 [https://doi.org/10.1177/1548512920921955].
• [11] Savchenko V. et al.: The model of accuracy of a local radio navigation system considering unstable performance of individual elements. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies 3(9), 2016, 4–10 [https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.71921].
• [12] Shin Y., Kim E.: PF-DOP hybrid path planning for safe and efficient navigation of unmanned vehicle systems. 31st International Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation, Miami, FL, USA, 24–28 September 2018, 2501–2517 [https://doi.org/10.33012/2018.15978].
• [13] Wang K., Chen P., Teunissen P. L. G.: Single-epoch, single-fre Guency multi GNSS l5 RTK under high-elevation masking. Sensors 19, 2019, 1066.
• [14] Wang Y. et al.: Measurement Quality Control Aided Multisensor System for Improved Vehicle Navigation in Urban Areas. IEEE Transactions on Industrial Electronics 71(6), 2024, 6407–6417 [https://doi.org/10.1109/TIE.2023.3288188].
• [15] Xu R. et al.: Performance Analysis of GNSS/INS Loosely Coupled Integration Systems under Spoofing Attacks. Sensors 18, 2018, 4108 [https://doi.org/10.3390/S18124108].
• [16] https://glonass-iac.ru/glonass/sostavOG/
• [17] https://studfile.net/preview/6154645/page:12/