Geri Dön

Adaptive elliptic trajectory based received signal strength indicator antenna tracking algorithm

Adaptif eliptik yörünge tabanlı alınan sinyal gücü göstergesi anten takip algoritması

PDF İndir

  1. Tez No: 878697
  2. Yazar: ALİ İHSAN TAŞ
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET İŞCAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Sivil Havacılık, Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Mekatronik Mühendisliği, Civil Aviation, Computer Engineering and Computer Science and Control, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu çalışma, yönlü anten izleme sistemleri için takip algoritmalarının tasarımı ve uygulanmasına odaklanmaktadır. İlk olarak, Anten İzleyici (AT) sistemi için bir matematiksel model türetilmiş ve Lyapunov Kararlılık Teoremi kullanılarak enerjiye dayalı bir oransal denetleyici geliştirilmiştir, bu da İnsansız Hava Araçlarının çok düşük bir hata aralığında istikrarlı bir şekilde izlenmesini sağlanmıştır. Ardından, Anten İzleyici sistemleri için yeni bir Alıcı Sinyal Gücü Göstergesi (RSSI) tabanlı takip algoritması önerilmiştir, bu algoritma iki sıralı aşamadan oluşmaktadır: 'Tam Alan Tarama Aşaması' ve 'Aktif RSSI Tabanlı Takip Aşaması'. Bu algoritma, bir eliptik izleme formülü kullanarak bir 2D RSSI haritası oluşturur, gürültü ve bozuklukları ortadan kaldırarak Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS) tabanlı yöntemlere kıyasla %98 doğruluk elde eder. Son olarak, tezin ana hipotezi, alıcı sinyal gücü göstergesi (ANETF-RSSI) için adaptif yeni bir eliptik iz takip formülü tabanlı bir takip algoritması tanıtılmıştır.. Bu algoritma, sunulan RSSI algoritmasının üzerine inşa edilmiştir. Önceki yöntemlerin aksine, ANETF-RSSI, enerji ile ilişkilendirilen RSSI ölçüm hatalarına dayalı olarak model parametrelerini dinamik olarak optimize eder, bu da GPS gibi telemetri verisine veya karmaşık anten yapılandırmalarına olan bağımlılığı ortadan kaldırır. Bu yaklaşım, 100 metre ile 100 kilometre arasındaki rotalarda sağlam UAV iletişim sürekliliğini sağlar ve mevcut tekniklere kıyasla önemli iyileştirmeler gösterir. Önerilen ANETF-RSSI, izleme hassasiyetini arttırır, donanım yapılandırmalarını basitleştirir, üstün doğrulukla sürekli izleme sunar ve çeşitli rota seçeneklerine uyum sağlayarak uçuş öncesi parametre ayarı gerektirmez. Performans değerlendirmeleri, önerilen ANETF-RSSI yönteminin mevcut tekniklere kıyasla nominal performansı %32.02 artırarak en zorlu görev senaryolarında ve minimum RSSI değerlerinde %48.76'lık dikkate değer bir iyileştirme sağladığını göstermektedir. Sonuç olarak, bu araştırma beklenmedik UAV uçuş yörüngeleri için çok yönlü ve uyumlu bir izleme çözümü sunmaktadır.

Özet (Çeviri)

This study focuses on the design and implementation of tracking algorithms for directional antenna tracking systems. Initially, a mathematical model for the Antenna Tracker (AT) system is derived, and an energy-based proportional controller is developed using the Lyapunov Stability Theorem, ensuring stable tracking of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) within a very low error range. Next, a novel Received Signal Strength Indicator (RSSI) based tracking algorithm is proposed for Antenna Tracker systems, consisting of two sequential phases: the 'Full Area Scan Phase' and the 'Active RSSI-Based Tracking Phase'. This algorithm utilizes an elliptic trajectory formula to generate a 2D RSSI map, eliminating disturbances and noises and achieving 98% accuracy compared to Global Positioning System (GPS) based methods. Lastly, the main hypothesis of this thesis introduces an adaptive novel elliptic trajectory formula-based tracking algorithm for the received signal strength indicator (ANETF-RSSI). This algorithm is built upon the presented RSSI algorithm. Unlike previous methods, ANETF-RSSI dynamically optimizes model parameters based on energy-associated RSSI measurement errors, eliminating reliance on telemetry data like GPS or complex antenna configurations. This approach ensures robust UAV communication continuity across routes ranging from 100 meters to 100 kilometers, with performance evaluations showing significant improvements over existing techniques. The proposed ANETF-RSSI offers substantial contributions, including enhanced monitoring precision, simplified hardware configurations, continuous tracking with superior accuracy, and adaptability to diverse range routes without the need for pre-flight parameter tuning. Performance evaluations demonstrate that the proposed ANETF-RSSI method consistently outperforms existing technique, improving nominal performance by 32.02% in the most challenging operational scenarios and achieving a remarkable 48.76% improvement in minimum RSSI values. Consequently, this research provides a versatile and adaptive tracking solution for unexpected UAV flight trajectories.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    754795

    Numerical simulation of aircraft icing with an adaptive thermodynamic model considering ice accretion

    Buz birikimini göz önüne alarak uyarlanmış bir termodinamik model ile uçakta buzlanmanın sayısal benzetimi

    HADI SIYAHI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET CİHAT BAYTAŞ

  2. Tez No

    29070

    Adaptive finite element analysis of elliptic partial differential equations

    Başlık çevirisi yok

    MURAT HAKKI ERES

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1993

    Makine MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. VAHAN KALENDEROĞLU

  3. Tez No

    383289

    Adaptive discontinuous Galerkin methods for non-linear reactive flows

    Doğrusal olmayan reaksiyon akışları için uyarlamalı süreksiz Galerkin metodları

    MURAT UZUNCA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    MatematikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Matematik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BÜLENT KARASÖZEN

  4. Tez No

    997529

    Sürü robotik sistemlerinde bütünleşik güvenlik çerçevesi: Eliptik Eğri Kriptografisi ve steganografi ile güvenli iletişim, YOLOv8 tabanlı artırımlı öğrenme ve açıklanabilir tehdit tespiti

    Integrated security framework in swarm robotic systems: Secure communication with Elliptic Curve Cryptography and steganography, YOLOv8-based incremental learning and explainable threat detection

    ZEYNEL KUTLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSivas Bilim ve Teknoloji Üniversitesi

    Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BÜLENT GÜRSEL EMİROĞLU

  5. Tez No

    839925

    GPS sistemleri için karıştırma önleme tekniklerinin incelenmesi

    Investigation of anti-jamming techniques for GPS systems

    ÖMER SAMİ ŞAHİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CENK TOKER

Geri Dön