Gradient Descent Based Positioning via DoA of Geostationary Satellites

Creative Commons License

Turan B. C., Özdemir M. K., Elgammal K. W. M. A.

ELECO 2022 Elektrik-Elektronik ve Biyomedikal Mühendisliği Konferansı, Bursa, Turkey, 24 - 26 November 2022, pp.1-5

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • City: Bursa
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.1-5
  • Istanbul Medipol University Affiliated: Yes

Abstract

Positioning plays an important role in completing navigation tasks (daily, military and industrial). Today, positioning is done via the GNSS (Global Navigation Satellite Systems) solution method. Since this solution method requires precise time synchronization, infrastructure and user equipment costs are high. It also requires frequency allocation in the RF (Radio Frequency) spectrum to make the connection between the infrastructure and user equipment. Positioning via the live broadcast signals used for data transmission will provide lowcost infrastructure and user equipment, and there will be no need for frequency allocation in the RF spectrum. There are many different studies in this field. In this study, position estimation was made by Gradient Descent Algorithm using the Direction-ofArrival (DoA) information of satellite TV live broadcast signals. In the results of the simulation for the scenario in which fixed orbit satellites are used, the positioning error for noiseless measurements was seen as 14 cm. For the results of field experiments with low-resolution measurements in which the scenario was carried out, the positioning error is higher than the simulation results error.

Konum belirleme navigasyon görevlerinin (günlük, askeri ve endüstriyel) tamamlanmasında önemli bir rol oynamaktadır. Günümüzde konum belirleme GNSS (Global Navigation Satellite Systems) çözüm yöntemi ile yapılmaktadır. Bu çözüm yöntemi hassas zaman senkronizasyonu gerektirdiği için alt yapı ve kullanıcı ekipmanı maliyeti yüksektir. Ayrıca alt yapı ve kullanıcı ekipmanı arasındaki iletişimi gerçekleştirmek için RF (Radyo Frekansı) spektrumunda frekans tahsisi gerektirmektedir. Veri aktarımı için kullanılan canlı yayın sinyallerini kullanarak konum belirleme yapmak düşük maliyetli alt yapı ve kullanıcı ekipmanı olanağı sağlayacaktır ve RF spektrumunda frekans tahsis edilmesine gerek kalmayacaktır. Bu alanda birçok farklı çalışma vardır. Bu çalışmada ise canlı yayın sinyallerinin varış yönü bilgilerini kullanarak Gradyan Azalma algoritması ile konum kestirimi yapılmıştır. Sabit yörüngeli uyduların kullanıldığı senaryo için simülasyon sonuçlarında gürültüsüz ölçümler için konumlandırma hatası yaklaşık 14 cm olarak görülmüştür. Senaryonun gerçekleştirildiği düşük çözünürlüklü ölçümlerde yapılan saha deneyleri sonuçları için konum belirleme hatası simülasyon sonuçları hatasından daha yüksek çıkmaktadır.