The Radio Frequency Source Position Finder Based on The Triangle-Centroid-Algorithm

oai:jurnal.ugm.ac.id:article/25140Radio Direction Finder (RDF) had been used as a part of the system in order to  determine the direction of the Radio Frequency (RF) source. This research had used  three different RDF stations without any mobile human operator. The direction data were collected from the each RDF station, it would be calculated using the triangle-centroid-algorithm. Therefore, the RF source position had been automatically determined. This experiment result of the RF source imaginary was compared with the real RF source at about 3.2 meters for latitude, and 3.3 meters for longitude. The results of this method and experiment are very useful for scientist and engineers in application of RF engineering

Wireless capsule gastrointestinal endoscopy: direction of arrival estimation based localization survey

One of the significant challenges in Capsule Endoscopy (CE) is to precisely determine the pathologies location. The localization process is primarily estimated using the received signal strength from sensors in the capsule system through its movement in the gastrointestinal (GI) tract. Consequently, the wireless capsule endoscope (WCE) system requires improvement to handle the lack of the capsule instantaneous localization information and to solve the relatively low transmission data rate challenges. Furthermore, the association between the capsule’s transmitter position, capsule location, signal reduction and the capsule direction should be assessed. These measurements deliver significant information for the instantaneous capsule localization systems based on TOA (time of arrival) approach, PDOA (phase difference of arrival), RSS (received signal strength), electromagnetic, DOA (direction of arrival) and video tracking approaches are developed to locate the WCE precisely. The current article introduces the acquisition concept of the GI medical images using the endoscopy with a comprehensive description of the endoscopy system components. Capsule localization and tracking are considered to be the most important features of the WCE system, thus the current article emphasizes the most common localization systems generally, highlighting the DOA-based localization systems and discusses the required significant research challenges to be addressed

Multi-Sensor Methods for Mobile Radar Motion Capture and Compensation.

Ph.D. Thesis. University of Hawaiʻi at Mānoa 2017

New Approach of Indoor and Outdoor Localization Systems

Accurate determination of the mobile position constitutes the basis of many new applications. This book provides a detailed account of wireless systems for positioning, signal processing, radio localization techniques (Time Difference Of Arrival), performances evaluation, and localization applications. The first section is dedicated to Satellite systems for positioning like GPS, GNSS. The second section addresses the localization applications using the wireless sensor networks. Some techniques are introduced for localization systems, especially for indoor positioning, such as Ultra Wide Band (UWB), WIFI. The last section is dedicated to Coupled GPS and other sensors. Some results of simulations, implementation and tests are given to help readers grasp the presented techniques. This is an ideal book for students, PhD students, academics and engineers in the field of Communication, localization & Signal Processing, especially in indoor and outdoor localization domains

An Analysis of Radio-Frequency Geolocation Techniques for Satellite Systems Design

This research 1) evaluates the effectiveness of CubeSat radio-frequency geolocation and 2) analyzes the sensitivity of different RF algorithms to system parameters. A MATLAB simulation is developed to assess geolocation accuracy for variable system designs and techniques (AOA, TDOA, T/FDOA). An unconstrained maximum likelihood estimator (MLE) and three different digital elevation models (DEM) are utilized as the surface of the Earth constraint to improve geolocation accuracy. The results presented show the effectiveness of the MLE and DEM techniques, the sensitivity of AOA, TDOA, and T/FDOA algorithms, and the system level performance of a CubeSat geolocation cluster in a 500km circular orbit

Maritime Moving Target Detection, Tracking and Geocoding Using Range-Compressed Airborne Radar Data

Eine regelmäßige und großflächige überwachung des Schiffsverkehrs gewinnt zunehmend an Bedeutung, vor allem auch um maritime Gefahrenlagen und illegale Aktivitäten rechtzeitig zu erkennen. Heutzutage werden dafür überwiegend das automatische Identifikationssystem (AIS) und stationäre Radarstationen an den Küsten eingesetzt. Luft- und weltraumgestützte Radarsensoren, die unabhängig vom Wetter und Tageslicht Daten liefern, können die vorgenannten Systeme sehr gut ergänzen. So können sie beispielsweise Schiffe detektieren, die nicht mit AIS-Transpondern ausgestattet sind oder die sich außerhalb der Reichweite der stationären AIS- und Radarstationen befinden. Luftgestützte Radarsensoren ermöglichen eine quasi-kontinuierliche Beobachtung von räumlich begrenzten Gebieten. Im Gegensatz dazu bieten weltraumgestützte Radare eine große räumliche Abdeckung, haben aber den Nachteil einer geringeren temporalen Abdeckung. In dieser Dissertation wird ein umfassendes Konzept für die Verarbeitung von Radardaten für die Schiffsverkehr-überwachung mit luftgestützten Radarsensoren vorgestellt. Die Hauptkomponenten dieses Konzepts sind die Detektion, das Tracking, die Geokodierung, die Bildgebung und die Fusion mit AIS-Daten. Im Rahmen der Dissertation wurden neuartige Algorithmen für die ersten drei Komponenten entwickelt. Die Algorithmen sind so aufgebaut, dass sie sich prinzipiell für zukünftige Echtzeitanwendungen eignen, die eine Verarbeitung an Bord der Radarplattform erfordern. Darüber hinaus eignen sich die Algorithmen auch für beliebige, nicht-lineare Flugpfade der Radarplattform. Sie sind auch robust gegenüber Lagewinkeländerungen, die während der Datenerfassung aufgrund von Luftturbulenzen jederzeit auftreten können. Die für die Untersuchungen verwendeten Daten sind ausschließlich entfernungskomprimierte Radardaten. Da das Signal-Rausch-Verhältnis von Flugzeugradar-Daten im Allgemeinen sehr hoch ist, benötigen die neuentwickelten Algorithmen keine vollständig fokussierten Radarbilder. Dies reduziert die Gesamtverarbeitungszeit erheblich und ebnet den Weg für zukünftige Echtzeitanwendungen. Der entwickelte neuartige Schiffsdetektor arbeitet direkt im Entfernungs-Doppler-Bereich mit sehr kurzen kohärenten Verarbeitungsintervallen (CPIs) der entfernungskomprimierten Radardaten. Aufgrund der sehr kurzen CPIs werden die detektierten Ziele im Dopplerbereich fokussiert abgebildet. Wenn sich die Schiffe zusätzlich mit einer bestimmten Radialgeschwindigkeit bewegen, werden ihre Signale aus dem Clutter-Bereich hinausgeschoben. Dies erhöht das Verhältnis von Signal- zu Clutter-Energie und verbessert somit die Detektierbarkeit. Die Genauigkeit der Detektion hängt stark von der Qualität der von der Meeresoberfläche rückgestreuten Radardaten ab, die für die Schätzung der Clutter-Statistik verwendet werden. Diese wird benötigt, um einen Detektions-Schwellenwert für eine konstante Fehlalarmrate (CFAR) abzuleiten und die Anzahl der Fehlalarme niedrig zu halten. Daher umfasst der vorgeschlagene Detektor auch eine neuartige Methode zur automatischen Extraktion von Trainingsdaten für die Statistikschätzung sowie geeignete Ozean-Clutter-Modelle. Da es sich bei Schiffen um ausgedehnte Ziele handelt, die in hochauflösenden Radardaten mehr als eine Auflösungszelle belegen, werden nach der Detektion mehrere von einem Ziel stammende Pixel zu einem physischen Objekten zusammengefasst, das dann in aufeinanderfolgenden CPIs mit Hilfe eines Bewegungsmodells und eines neuen Mehrzielverfolgungs-Algorithmus (Multi-Target Tracking) getrackt wird. Während des Trackings werden falsche Zielspuren und Geisterzielspuren automatisch erkannt und durch ein leistungsfähiges datenbankbasiertes Track-Management-System terminiert. Die Zielspuren im Entfernungs-Doppler-Bereich werden geokodiert bzw. auf den Boden projiziert, nachdem die Einfallswinkel (DOA) aller Track-Punkte geschätzt wurden. Es werden verschiedene Methoden zur Schätzung der DOA-Winkel für ausgedehnte Ziele vorgeschlagen und anhand von echten Radardaten, die Signale von echten Schiffen beinhalten, bewertet

Map matching and heuristic elimination of gyro drift for personal navigation systems in GPS-denied conditions

This paper introduces a method for the substantial reduction of heading errors in inertial navigation systems used under GPS-denied conditions. Presumably, the method is applicable for both vehicle-based and personal navigation systems, but experiments were performed only with a personal navigation system called 'personal dead reckoning' (PDR). In order to work under GPS-denied conditions, the PDR system uses a foot-mounted inertial measurement unit (IMU). However, gyro drift in this IMU can cause large heading errors after just a few minutes of walking. To reduce these errors, the map-matched heuristic drift elimination (MAPHDE) method was developed, which estimates gyro drift errors by comparing IMU-derived heading to the direction of the nearest street segment in a database of street maps. A heuristic component in this method provides tolerance to short deviations from walking along the street, such as when crossing streets or intersections. MAPHDE keeps heading errors almost at zero, and, as a result, position errors are dramatically reduced. In this paper, MAPHDE was used in a variety of outdoor walks, without any use of GPS. This paper explains the MAPHDE method in detail and presents experimental results.Peer Reviewedhttp://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/90785/1/0957-0233_22_2_025205.pd