Exponenta Banner
exponenta event banner

gnssSensor

Моделирование GNSS для формирования показаний положения и скорости

развернуть все на странице

Описание

gnssSensor Система object™ имитирует глобальную навигационную спутниковую систему (ГНСС) для получения показаний положения и скорости на основе данных о местном положении и скорости. Объект вычисляет положения и скорости спутника на основе времени датчика и данных, определяющих орбитальные параметры спутника. Для расчетов объект использует только созвездия Глобальной системы позиционирования (GPS). Чтобы задать начальные позиции спутников, задайте свойство InitityTime.

Для получения показаний положения и скорости ГНСС:

  1. Создать gnssSensor и задайте его свойства.

  2. Вызовите объект с аргументами, как если бы это была функция.

Дополнительные сведения о работе системных объектов см. в разделе Что такое системные объекты?.

Вызов объекта увеличивает время датчика и распространяет положение и скорости спутника на основе орбитальных параметров.

Создание

Синтаксис

GNSS = gnssСенсор
GNSS = gnssSensor («Эталонный кадр», кадр)
GNSS = gnssSensor (___, имя, значение)

Описание

GNSS = gnssSensor возвращает gnssSensor Системный объект GNSS вычисляют показания приемника глобальной навигационной спутниковой системы на основе локального местоположения и входного значения скорости.

GNSS = gnssSensor('ReferenceFrame',frame) определяет опорную систему, в которой сообщаются показания ГНСС. Определить frame как 'NED' (на северо-восток вниз) или 'ENU' (восток-север-вверх). Значение по умолчанию: 'NED'.

пример

GNSS = gnssSensor(___,Name,Value) задает свойства, используя одну или несколько пар имя-значение. Например, gnssSensor('SampleRate',2) создает моделируемую GNSS с частотой дискретизации 2 Гц. Заключите каждое имя свойства в кавычки.

Свойства

развернуть все

Если не указано иное, свойства не настраиваются, что означает невозможность изменения их значений после вызова объекта. Объекты блокируются при их вызове, и release функция разблокирует их.

Если свойство настраивается, его значение можно изменить в любое время.

Дополнительные сведения об изменении значений свойств см. в разделе Проектирование системы в MATLAB с использованием системных объектов.

Частота дискретизации приемника GNSS, заданная как положительный скаляр в Гц.

Типы данных: single | double

Начальное время приемника ГНСС, указанное как datetime объект. Объект учитывает високосные секунды при преобразовании между временем UTC и временем GNSS.

Начало локальной навигационной системы отсчета, определяемой как трехэлементный вектор строк скаляров в геодезических координатах (широта в градусах, долгота в градусах и высота в метрах). Высота - высота над эталонной эллипсоидной моделью WGS84.

Типы данных: single | double

Угол маски отметки, заданный как скаляр в диапазоне [0, 90] в градусах. Спутники в поле зрения, но под углом маски, не используются для оценки положения приемника.

Настраиваемый: Да

Типы данных: single | double

Стандартное отклонение шума измерения псевдодальности, определяемое как неотрицательный скаляр в метрах.

Настраиваемый: Да

Типы данных: single | double

Стандартное отклонение шума измерения скорости псевдодальности, определяемое как неотрицательный скаляр в метрах в секунду.

Настраиваемый: Да

Типы данных: single | double

Источник случайных чисел, указанный как один из следующих вариантов:

  • 'Global stream' - Случайные числа генерируются с использованием текущего глобального потока случайных чисел.

  • 'mt19937ar with seed' - Случайные числа генерируются с использованием алгоритма mt19937ar с начальным числом, указанным Seed собственность.

Типы данных: char | string

Начальное начальное число алгоритма генератора случайных чисел mt19937ar, определяемое как неотрицательное целое число.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите RandomStream кому 'mt19937ar with seed'.

Типы данных: integer

Использование

Синтаксис

[posityReadings, velocityReadings, status] = GNSS (положение, скорость)

Описание

[positionReadings,velocityReadings,status] = GNSS(position,velocity) вычисляет показания приемника глобальной навигационной спутниковой системы по входам положения и скорости.

Входные аргументы

развернуть все

Декартова позиция приемника ГНСС в локальной навигационной системе координат, заданная как N-by-3 матрица скаляров в метрах. N - количество выборок.

По умолчанию используется система координат NED (на северо-восток вниз). Для RUS (восток-север-вверх) установите ReferenceFrame аргумент «имя-значение» для'ENU' при создании.

Типы данных: single | double

Скорость приемника ГНСС в локальной навигационной системе координат, заданная в виде матрицы N-by-3 в метрах в секунду. N - количество выборок.

Типы данных: single | double

По умолчанию используется система координат NED (на северо-восток вниз). Для RUS (восток-север-вверх) установите ReferenceFrame аргумент «имя-значение» для'ENU' при создании.

Выходные аргументы

развернуть все

Показания положения приемника ГНСС в геодезической системе координат широты, долготы и высоты (LLA), возвращаемые в виде N-by-3 матрицы скаляров. Высота - высота над эталонной эллипсоидной моделью, WGS84. N - число выборок во входном аргументе. Широта и долгота в градусах. Высота над уровнем моря в метрах.

Типы данных: single | double

Считывание скорости приемника GNSS в локальной навигационной системе координат в метрах в секунду, возвращаемое в виде N-by-3 матрицы скаляров. N - число выборок во входных аргументах.

Типы данных: single | double

Информация о состоянии видимых спутников, возвращаемая в виде N-элементного массива структур. N - число выборок во входных аргументах. Каждая структура содержит следующие четыре поля:

Имя поляОписание
SatelliteAzimuthАзимутальные углы видимых спутников, возвращаемые в виде М-элементного вектора скаляров в градусах. M - количество видимых спутников.
SatelliteElevationУглы возвышения видимых спутников, возвращаемые в виде М-элементного вектора скаляров в градусах. M - количество видимых спутников.
HDOPГоризонтальное разбавление точности, возвращаемое как скаляр.
VDOPВертикальное разбавление точности, возвращаемое как скаляр.

Для построения графика положения спутника см. skyplot функция.

Функции объекта

Чтобы использовать функцию объекта, укажите объект System в качестве первого входного аргумента. Например, для освобождения системных ресурсов объекта System с именем obj, используйте следующий синтаксис:

release(obj)

развернуть все

cloneСоздать повторяющийся объект System
stepЗапустить алгоритм объекта System
releaseДеблокирование ресурсов и разрешение изменений значений свойств объекта системы и входных признаков
resetСброс внутренних состояний объекта System
isDoneСостояние окончания данных

Примеры

свернуть все

Открыть сценарий в реальном времени

Создание целевых положений и скоростей на основе траектории ППМ.

rng(2020) % For repeatable results
fs = 0.1;
tArrival = 50;
tspan = 0:1/fs:tArrival;
% Create a waypoint trajectory.
trajectory = waypointTrajectory([0,0,0;1,1,1]*500,[0,tArrival]);
[positions,~,velocities] = lookupPose(trajectory,tspan)
positions = 6×3

         0         0         0
  100.0000  100.0000  100.0000
  200.0000  200.0000  200.0000
  300.0000  300.0000  300.0000
  400.0000  400.0000  400.0000
  500.0000  500.0000  500.0000


velocities = 6×3

   10.0000   10.0000   10.0000
   10.0000   10.0000   10.0000
   10.0000   10.0000   10.0000
   10.0000   10.0000   10.0000
   10.0000   10.0000   10.0000
   10.0000   10.0000   10.0000

Создание объекта системы GNSS. Используйте положение LLA для Natick, MA в качестве исходной точки локального опорного кадра траектории.

refLocNatick = [42.2825 -71.343 53.0352];
gnss = gnssSensor('SampleRate',fs, ...
    'ReferenceLocation',refLocNatick);

Формирование показаний положения и скорости на основе объекта ГНСС.

[llaReadings,velocityReadings,status] = gnss(positions,velocities)
llaReadings = 6×3

   42.2825  -71.3430   52.7535
   42.2834  -71.3418  -47.4736
   42.2843  -71.3406 -148.1435
   42.2852  -71.3394 -249.0933
   42.2861  -71.3381 -347.2225
   42.2870  -71.3369 -447.1422


velocityReadings = 6×3

   10.0133   10.0028    9.9696
    9.9769    9.9936   10.0070
    9.9960   10.0137   10.0105
   10.0043    9.9987    9.9879
    9.9761   10.0160    9.9810
    9.9850   10.0113    9.9787


status=6×1 struct array with fields:
    SatelliteAzimuth
    SatelliteElevation
    HDOP
    VDOP

Подробнее

развернуть все

Ссылки

[1] Гроувз, Пол Д. Принципы ГНСС, инерциальных и мультисенсорных интегрированных навигационных систем. 2-е изд., Artech House, 2013.

Расширенные возможности

.

См. также

Объекты

Функции

Представлен в R2020b

Документация по панели инструментов навигации

Поддержка