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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2021-10-08 13:30 無人航空機を用いたユーザ位置検出システムにおけるドップラーシフト複数観測に基づく測位精度改善効果 ○石川博康（日大）・篠永英之（東洋大）  SAT2021-50 |
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| 抄録 | （和） | 無人航空機システム（UAS: Unmanned Aircraft System）では，時速40～100km/hで高度150～1,000mの上空を無人航空機（UAV: Unmanned Aerial Vehicle）が旋回飛行することを想定している．そのため，UAV－送受信機間の視線速度の変化によって生じるドップラーシフトを複数のUAVで同時に観測する，あるいは1機のUAVで異なる時刻に複数回観測することにより，ユーザの位置検出が可能となる．これまでに様々な飛行モデルや条件下において，ユーザ位置検出精度をドップラーシフト分布や計算機シミュレーションにより評価し，UAVを用いた位置検出手法の特性を明らかにしてきた．また，UAVとユーザの位置関係やUAVの飛行条件が位置検出精度に与える影響を解析的に評価するため，測位精度指標に基づく最大位置検出誤差の推定手法を提案するとともに，1～3機のUAVが円旋回飛行，並びに，8の字飛行するモデルにおいて位置検出精度の特性評価を実施してきた．ここで，異なる時刻にドップラーシフトを複数回観測することにより，位置検出に用いるUAVの機数の増加と同等の効果が得られ，位置検出精度の更なる向上が期待できる． そこで本研究では， 初期位置の異なる2機のUAV が同一の8の字飛行経路上を周回するモデルを対象として，一定時間間隔で連続的にドップラーシフトを観測することによる位置検出精度の改善効果を最小2乗法に基づくシミュレーションにより評価している．また，最大位置検出誤差推定方式を適用することにより，位置検出精度を簡易的に見積もる手法についても評価したので，その結果について報告する． |
| （英） | Several unmanned aerial vehicles (UAVs), traveling at a velocity of 40–100 km/h and with an altitude of 150–1,000 m, are used to cover a wide service are in typical unmanned aircraft systems. Therefore, Doppler shifts occur at the carrier frequencies of transmitted and received signals due to the change in the line-of-sight velocity between the UAV and the terrestrial terminal. By observing multiple Doppler shift values for different UAVs, or by observing this shift at different times for a single UAV, it is possible to detect the user position on the ground. We have conducted computer simulations with different flight models and evaluated user position detection accuracy and Doppler shift distribution in detail. Further, a maximum positioning error estimation method based on the positioning accuracy index is proposed. Computer simulations were conducted assuming various types of flying UAVs, such as a circularly orbiting model and a figure-eight route model, to confirm the adequate flight model and the number of UAVs. Here, the positioning accuracy could be improved by measuring multiple Doppler shifts at different local times, which is equivalent to increasing the number of UAVs. In this study, computer simulations are conducted using the least-squares method to evaluate positioning accuracy improvement based on multiple observations of Doppler shift, while assuming two UAVs flying with a figure-eight route model at different initial positions. Further, we estimate the position detection accuracy by the maximum positioning error estimation method for fundamental analysis. |
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| キーワード | （和） | 無人航空機 / ドップラーシフト / 複数回観測 / 最大位置検出誤差推定方式 / / / / |
| （英） | unmanned aerial vehicle / Doppler shift / multiple observation / maximum positioning error estimation method / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 121, no. 189, SAT2021-50, pp. 36-41, 2021年10月. | |
| 資料番号 | SAT2021-50 | |
| 発行日 | 2021-09-30 (SAT) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | SAT2021-50 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | SAT |
| 開催期間 | 2021-10-07 - 2021-10-08 |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | 衛星通信技術及び一般(JC-SAT2021：韓国KOSST連催) |
| テーマ（英） | |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | SAT |
| 会議コード | 2021-10-SAT |
| 本文の言語 | 英語（日本語タイトルあり） |
| タイトル（和） | 無人航空機を用いたユーザ位置検出システムにおけるドップラーシフト複数観測に基づく測位精度改善効果 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Positioning Accuracy Improvement Effect Based on Multiple Observations of Doppler shift for User Position Detection System Using Unmanned Aerial Vehicles |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 無人航空機 / unmanned aerial vehicle |
| キーワード(2)（和/英） | ドップラーシフト / Doppler shift |
| キーワード(3)（和/英） | 複数回観測 / multiple observation |
| キーワード(4)（和/英） | 最大位置検出誤差推定方式 / maximum positioning error estimation method |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 石川 博康 / Hiroyasu Ishikawa / イシカワ ヒロヤス |
| 第1著者 所属（和/英） | 日本大学 (略称： 日大) Nihon University (略称： Nihon Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 篠永 英之 / Hideyuki Shinonaga / シノナガ ヒデユキ |
| 第2著者 所属（和/英） | 東洋大学 (略称： 東洋大) Toyo University (略称： Toyo Univ.) |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2021-10-08 13:30:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | SAT |
| 資料番号 | SAT2021-50 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | no.189 |
| ページ範囲 | pp.36-41 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2021-09-30 (SAT) |
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