Научная статья на тему 'Метод корректировки координат текущего местоположения для систем точного земледелия'

Метод корректировки координат текущего местоположения для систем точного земледелия Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
455
63
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СИСТЕМА СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИИ / АЛГОРИТМ КОРРЕКЦИИ / МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АЛГОРИТМ / GLONAS / CORRECTNESS ALGORITHM / MATHEMATICAL ALGORITHM

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Копкин Александр Сергеевич

Представлены математический метод коррекции координат, поступающих со спутниковой навигационной системы, и математический алгоритм реализации этого метода. Представленный метод позволит повысить точность позиционирования навигационных систем.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Копкин Александр Сергеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Coordinate correctness method of the real location for precise agriculture systems

The mathematical coordinate correctness method is observed. It is displayed through glonas. This method realization algorithm is observed too. The given method will increase precision of the glonas.

Текст научной работы на тему «Метод корректировки координат текущего местоположения для систем точного земледелия»

Taran Yelena Nickolaevna - assistant of the department of agricultural power engineering and electric supply theoretical basis, Azov-Blacksea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 43-5-68, 8-918-562-37-11. E-mail: taranelena@yandex.ru

Taran Andrey Alexandrovich - Candidate of Technical Sciences, assistant professor of the department of agricultural power engineering and electric supply theoretical basis, Azov-Blacksea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 43-5-68, 8-918-505-18-48. E-mail: adrofosia@yandex.ru

Morenko Sergey Alexeevich - Candidate of Technical Sciences, assistant professor of the department of theoretical basis of electrical techniques and agricultural electrical supply, Azov-Blacksea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 43-5-68, 8-928-155-61-36. E-mail: morenko@front.ru

УДК 004.384

МЕТОД КОРРЕКТИРОВКИ КООРДИНАТ ТЕКУЩЕГО МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

© 2010 г. А.С. Копкин

Представлены математический метод коррекции координат, поступающих со спутниковой навигационной системы, и математический алгоритм реализации этого метода. Представленный метод позволит повысить точность позиционирования навигационных систем.

Ключевые слова: система спутниковой навигации, алгоритм коррекции, математический алгоритм.

The mathematical coordinate correctness method is observed. It is displayed through glonas. This method realization algorithm is observed too. The given method will increase precision of the glonas.

Key words: glonas, correctness algorithm, mathematical algorithm.

Современные спутниковые навигационные системы (СНС), применяемые в большинстве устройств, имеют высокую точность позиционирования и малое время отклика. Эти особенности позволяют использовать спутниковую навигацию для точных земляных работ, таких как опрыскивание и посев, качество которых в обычных условиях не удовлетворяет предъявляемым требованиям. Однако применение СНС в точном земледелии ограничено ввиду возникновения скачков координат, причины которых различны - от тропосферных задержек из-за погодных условий до искажения сигнала, связанного с появлениями различных препятствий.

При проведении экспериментов на точность позиционирования GPS-чипа MediaTek MT3329 были получены следующие результаты: на протяжении достаточно

продолжительного времени (порядка нескольких часов) позиционирование системы устойчиво, затем происходит скачок позиции на 3-4 метра и дальнейшее устойчивое позиционирование (рис. 1).

При выполнении различных точных земляных работ такие скачки координат могут внести существенную погрешность в измерении текущего положения техники и привести к значительному ухудшению качества выполняемых работ.

Предлагается математический метод коррекции, позволяющий скорректировать скачки координат GPS системы. Данный метод основан на измерении ускорения движения техники. Частота поступающих данных с СНС равна 5 Гц, следовательно, время между расчетами не превышает 200 мс. Ускорение, развиваемое техникой в этом случае, будет равно:

V - скорость, измеренная на теку-& = (Уп ~Ут)'5 (м/с ), (1) щей итерации;

где V - скорость, измеренная на про- & - УскоPение, развиваемое техникой

на данном интервале времени. шлой итерации; ^ ^

8,967

Долгота

8,963

43,999 Широта 44,001

Рис. 1. Разброс значений координат при статическом позиционировании

При подстановке в формулу (1) полученных экспериментальных данных мы получим следующие значения ускорений: для первого скачка & = 17,25 (м/с );

о

для второго скачка & = 19,9 (м/с );

для третьего скачка Є = 12,2 (м/с ); для четвертого скачка Є = 2 (м/с ). Очевидно, что при движении техника не может развивать такие ускорения. На рисунке 2 представлено движение техники по криволинейной траектории.

^н^н)

Рис. 2. Схема движения техники

и

При движении техники с СНС поступают сигналы о рассчитанном текущем местоположении (Х0, У0), (Х1, У1), (Х2, У2), (Х3, У3). В каждый момент времени позиционирования необходимо рассчитывать текущую скорость движения техники:

V = V(Х -х0)2 + (У -Уо)2 , (2) У2 = >/(х2 - Х)2 + (-У2 - У )2 , (3)

Уз = >/(Х3 - Х2)2 + (Уз - У2)2 , (4)

где У - скорость, рассчитанная в точке

(х, у );

У - скорость, рассчитанная в точке

(Х2 , у2);

У - скорость, рассчитанная в точке (Хз, Уз ).

Зададим некоторое допустимое ускорение &доп. Для того чтобы обнаружить

ошибку при расчете текущего местоположения (т.е. выявить факт скачка), необходимо при каждом новом поступлении координат с навигационной системы производить расчет ускорения:

&т = (Ут - Уп) , (5)

где &т - текущее рассчитанное ускоре-

ние;

Ут - текущая рассчитанная скорость; Уп - скорость, рассчитанная на предыдущем этапе.

При выполнении условия & < &т

необходимо корректировать рассчитанное местоположение. Для этого полагаем, что движение происходило в том же направлении и с той же скоростью. Отклонения по координатам для рассматриваемого случая будут следующие:

8х = Х2 - х, (6)

8У = У2 - У , (7)

где 8Х - отклонение по оси абсцисс;

8у - отклонение по оси ординат.

Рассчитаем истинное положение точки:

хи = Х2 +8Х, (8)

хи = Х2 +8Х. (9)

После расчета истинного положения необходимо рассчитать величину ошибки позиционирования:

Ах = Хи - Хз , (10)

Ау = Уи - Уз, (11)

где Ах - ошибка позиционирования по

оси абсцисс;

Ау - ошибка позиционирования по

оси ординат.

Общая ошибка позиционирования будет равна сумме текущей и предыдущей ошибки:

дх = дпх +А X , (12)

Зу =Зпу +Ау , (13)

где дпх - ошибка позиционирования по

оси абсцисс, рассчитанная на предыдущем этапе; при первом корректировании полагается равной нулю. дпу - ошибка позиционирования по

оси ординат, рассчитанная на предыдущем этапе; при первом корректировании полагается равной нулю.

При последующих итерациях при расчете текущего местоположения при отсутствии скачка необходимо корректировать текущее местоположение:

Хн = Хр +ЗX , (14)

Ун = Ур +ду . (15)

Если же обнаружен скачок, то необходимо производить коррекцию, описанную выше.

Данный метод разработан для применения совместно со спутниковой навигационной системой ОРБ, реализованной на чипе МТК3329, при использовании совместно с наземной техникой. Он позволяет избежать ошибок, связанных с внезапными скачками значений координат, присылаемых с СНС. Представленный метод может быть применен с незначительными изменениями для других систем спутниковой навигации или других видов техники.

Сведения об авторах Копкин Александр Сергеевич - аспирант Института энергетики и машиностроения Донского государственного технического университета (г. Ростов-на-Дону).

Тел. 8(863) 258-91-42.

Information about the author Kopkin Alexander Sergeevich - post-graduate student of the power engineering and machine building institute, Don State Technical University (Rostov-on-Don).

Phone: 8(863) 258-91-42.

УДК 004.65

ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ БАЗ ДАННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ АПК

© 2010 г. Т.В. Жидченко, Е.В. Назарова

Исследуются принципы выбора программного обеспечения для разработки баз данных для предприятий АПК. Сформулирован ряд критериев, существенных при выборе систем управления базами данных. Приведенные базы данных отличаются простым удобным интерфейсом и могут использоваться для автоматизированного учета.

Ключевые слова: системы управления базами данных, базы данных, проектирование баз данных.

The selection principles of soft wear for data basis working out in agroindustrial enterprises are invested. The criterion line important while choosing the data basis control systems are formulated. The given data bases have a simple and easy interface and can be used for automatic control.

Key words: data basis control systems, data bases, data basis projects.

Одним из направлений автоматизированного учета показателей являются сбор, хранение, анализ и обобщение информации о физиологическом и зоотехническом состоянии животных. Для оперативного, гибкого и эффективного управления в настоящее время широко внедряются системы автоматизированного управления, ядром которых являются базы данных.

Целью исследования является определение требований и дальнейшее развитие практической основы применения баз данных, направленное на преобразование информации и предоставление пользователям удобного и легко осваиваемого интерфейса.

Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач:

• Сформулировать ряд критериев для выбора программного обеспечения при разработке баз данных АПК.

• На основе анализа современных СУБД и предметных областей свиноводства и кролиководства разработать базы данных для этих областей сельского хозяйства.

Таким образом, можно сформировать ряд критериев, которыми следует руководствоваться при подборе системы программного обеспечения для предприятий АПК [1-4]:

• Система должна быть именно системой, то есть изменение в одной ее части должно автоматически изменить показатели в других ее разделах; это свойство системы принято называть интегрируемостью.

• Процедуры в автоматизированных системах должны быть действительно автоматизированы, так как случается, что после внедрения системы количество

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.