A Differential Cooperative Positioning Approach for Multi-Device Positioning Improvement

• Trigos Guevara, William Javier ^[1] ; Pedraza Ferreira, Gabriel ^[1] ; Ramos Pollan, Raúl ^[2]
  1. [1] Universidad Industrial de Santander

     Universidad Industrial de Santander

     Colombia

     
  2. [2] Universidad de Antioquia

     Universidad de Antioquia

     Colombia

     
• Localización: Ingeniería Solidaria, ISSN-e 2357-6014, Vol. 15, Nº. 2, 2019
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Una metodología de posicionamiento cooperativo diferencial para el posicionamiento de dispositivos múltiples
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    Introducción: esta publicación es el producto de una investigación del grupo de investigación de computación avanzada y en gran escala (Cage) de la Universidad Industrial de Santander, a lo largo de 2018.

    Objetivo: Se propone un algoritmo de posicionamiento cooperativo en el que un conjunto de dispositivos intercambia observables satelitales, y estimaciones de distancia entre dispositivos GPS cercanos, con el objetivo de aumentar su precisión de posicionamiento.

    Metodología: se establecen escenarios donde los receptores de GPS intercambian información satelital, y utilizan diferentes modelos de corrección ionosférica con el fin de evaluar las condiciones en que es posible mejorar la precisión en posicionamiento.

    Conclusiones: El algoritmo propuesto produce una mayor precisión cuando todos los receptores emplean el mismo modelo de corrección ionosférica. Además, el nivel de incertidumbre en la medida de distancia entre dispositivos no presenta mayor influencia sobre la mejora de la precisión, cuando la separación entre receptores es muy grande.

    Originalidad: el algoritmo propuesto permite explotar la naturaleza del problema sin aumentar la complejidad a nivel de hardware y software, y se ofrece como una alternativa de solución de posicionamiento cooperativo de bajo costo.

    Limitación: Los resultados exponen la ejecución del algoritmo cooperativo utilizando archivos Rinex de estaciones de referencia gnss. Por lo tanto, para los escenarios en que la distancia de separación entre estaciones es muy alta, los niveles de error en posicionamiento pueden ser elevados.

  • English

    Introduction: This publication is the product of research developed within the research lines of the Advanced and Large-scale Computing (Cage) research group throughout 2018, which supports the work of a master’s degree in Systems Engineering at the Industrial University of Santander.

    Objetive: An approach to a cooperative positioning algorithm is described in this paper, where a set of devices exchange GPS satellite observables and distance estimations with nearby devices in order to increase their positioning accuracy.

    Methodology: Different scenarios are established where GPS receivers exchange satellite information, using different ionospheric correction models, with the purpose of evaluating which conditions potentially improve the position accuracy.

    Conclusions: The results show our approach yields increased accuracy when all receivers use the same ionospheric correction model. Moreover, it was observed that the noise levels and uncertainty usually due to factors related to distance from remote devices to the main receiver did not influence positioning improvement when the separation between receiver pairs was large.

    Originality: The proposed algorithm allows for exploitation of the nature of the problem without increasing complexity at the hardware and software level, and to offer a low-cost cooperative positioning solution alternative.

    Restrictions: The results presented in the document are based on the execution of the cooperative algorithm using Rinex files of gnss reference stations. So, for scenarios in which the separation distances between reference stations are very high, the error levels in cooperative positioning can be very large.