Publication detail

Integrity Bounds for Rail and Road Applications Based on Local Hazard Maps

Authors: Neri Alessandro | Capua Roberto | Filip Aleš | Ruggeri Agostino | Baldoni Sara

Year: 2021

Type of publication: článek ve sborníku

Name of source: Proceedings of the 34th International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GNSS+ 2021)

Publisher name: The Institute of Navigation (ION)

Place: Tampa

Page from-to: 4157-4169

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Meze integrity pro železniční a silniční aplikace na základě map místního nebezpečí	Současné vysoce přesné systémy pro určení polohy v dopravních aplikacích vyžadují vysokou bezpečnost a přesnost. Vzhledem k tomu, že některé z nejvýznamnějších chyb vedoucích ke ztrátě integrity jsou způsobeny vícecestným šířením a rušením, zavádí tento článek použití souboru digitálních map pro zmírnění přítomnosti těchto nebezpečí. Kromě toho je uvedeno příslušné statistické modelování chyb vlivem vícecestného šíření a rušení. Podrobněji jsou představeny tři mapy: mapa viditelnosti satelitu, mapa vícecestného šíření a mapa rušení. Mapa viditelnosti satelitu prostřednictvím po částech konstantní funkce umožňuje přijímači určit pro každý azimut minimální výšku družice, aby ji mohl považovat za vhodnou pro určení PVT. Kvantovaná verze těchto parametrů navíc umožňuje navrhnout optimalizovanou verzi dat, která mají být přenášena. Pokud jde o mapu rušení, tvoří ji seznam převládajících vysokofrekvenčních rušení a jejich spektrální charakteristiky. Co se týče mapy vícecestného šíření, uvažuje se statistický model, kde se rozptyl chyby vlivem vícecestného šíření považuje za náhodnou veličinu s diskrétním rozdělením. Podrobněji je rozptyl chyby vlivem vícecestného šíření modelován jako součin geometrického faktoru v závislosti na výšce družice a C/N0 a stochasticky modelovaného inflačního faktoru. Výsledkem těchto předpokladů je rozdělení chyby vlivem vícecestného šíření podle Gaussova smíšeného modelu. Proto je odvozeno řešení polohy přijímače pomocí střední kvadratury a použití separace řešení pro určení chyby satelitu a výpočet PL podle hypotézy o rozdělení dle Gaussova smíšeného modelu. Pro určení chyby odhadu je provedena simulace Monte Carlo s ohledem na řešení pomocí vážených nejmenších čtverců a klasické Gaussovo rozdělení chyby vlivem mnohacestného šíření s inflačním faktorem rovným 1. Díky lepší shodě rozdělení chyby měření jsou větší chyby utlumeny a zohledněny úrovní zabezpečení. Odpovídající snížení mylných informací je prokázáno analýzou Stanfordova grafu.
eng	Integrity Bounds for Rail and Road Applications Based on Local Hazard Maps	Current high accuracy positioning systems for transport applications require high safety and high accuracy. Considering that some of the most relevant errors leading to a loss of integrity are multipath and interferences this paper introduces the use of a set of digital maps for mitigating the presence of such hazards. Moreover, relevant statistical modelling of multipath and interference errors is provided. More in details, three maps are introduced: the satellite visibility map, the multipath map and the interference map. The satellite visibility map, through a piecewise constant function, allows the receiver determining, for each azimuth, the minimum elevation of a satellite to consider it suitable for PVT. Moreover, a quantized version of such parameters allows designing an optimized version of the data to be transmitted. Concerning the interference map, it is constituted by a list of the prevailing radio frequency interferences and their spectral characteristics. As for the multipath map, a statistical model where the variance of the multipath error is considered as a random variable with a discrete distribution is considered. More in details, the multipath variance is modelled as the product of a geometrical factor, depending on the satellite elevation, and the C/N0, and a stochastically modeled inflating factor. These assumptions result in a distribution of the multipath error which follows a Gaussian Mixture. Therefore, a Mean Square receiver position solution, and the application of Solution Separation for satellite fault determination and PL calculation under the Gaussian Mixture distribution hypothesis, is derived. A Monte Carlo simulation is carried out for determining the estimation error, with respect to a Weighted Least Square solution and a classical Gaussian distribution of the multipath error with inflating factor equal to 1. Thanks to the better matching of the measurement error distribution, larger errors are attenuated and accounted for by the p	transport positioning systems; safety integrity

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Department

Map

Services

Popular Links