Tóm tắt Luận án Về một phương pháp giải bài toán tự động định vị cho máy bay không người lái theo bản đồ địa phương

 là đủ chính xác và tức thời. 
- Để phục vụ mô phỏng, thư viện bản đồ theo hệ số phản xạ của bề mặt 
mặt đất (tại các khu vực và độ cao bay trong hành trình bay của UAV) sẽ 
được tạo bằng phương pháp giả định, được xem là đủ tin cậy và tương ứng 
với các thông số của thiết bị ĐVVT đã chọn. Mô hình thống kê và phạm vi 
các yếu tố ngẫu nhiên tác động đến tín hiệu phản xạ có thể dự đoán. Dữ liệu 
tra cứu từ các tài liệu tham khảo trong luận án là đủ độ tin cậy. 
1.7.3. Phương pháp, nội dung nghiên cứu và hướng giải quyết 
1.8. Kết luận chương 1 
Dựa trên các kết quả nghiên cứu, có thể rút ra một số nhận xét sau: 
1. Để đáp ứng yêu cầu về khả năng tác chiến và các nhu cầu ứng dụng 
ngày càng cao của UAV và thiết bị bay, việc sử dụng các hệ thống dẫn 
đường phức hợp dựa trên dẫn đường INS, GNSS và TAN nhằm hỗ trợ 
nhau trong nhiều tình huống thực tế phức tạp, nâng cao độ chính xác, độ 
ổn định và khả năng chống nhiễu là xu thế tất yếu. 
2. Dẫn đường TAN sử dụng thiết bị ĐVVT trên khoang vẫn chưa 
được nghiên cứu nhiều, nhất là tại Việt Nam và ít được công bố rộng rãi do 
các yếu tố liên quan đến ứng dụng quân sự. Các kết quả nghiên cứu theo 
hướng này cho UAV vẫn còn một số nội dung chưa được công bố, cần có 
những nghiên cứu chi tiết và cụ thể hơn. 
Do đó, bài toán tự động định vị cho UAV theo bản đồ địa phương 
được đặt ra và giải quyết trong luận án có tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa 
học và thực tiễn. Trên cơ sở đó, 5 nội dung nghiên cứu chính đã được đặt 
ra và sẽ thực hiện trong các chương 2 và 3 của luận án. 
6 
Chương 2 
THÔNG TIN ĐỊNH VỊ VÔ TUYẾN VÀ 
XÂY DỰNG GIẢI PHÁP TẠO BẢN ĐỒ ĐỊA PHƯƠNG 
2.1. Đặc trưng phản xạ sóng vô tuyến của bề mặt mặt đất 
2.1.1. Tính chất phản xạ sóng vô tuyến của bề mặt mặt đất 
Kích thước phần tử phân giải mặt đất có thể tính theo biểu thức: 
/ cos . / (2cos )
2. .sin( / 2) .
x R
y B
d c
d R R
   
  
 (2.1) 
với . / 2R c  và 2. .sin( / 2)B R  tương ứng là độ phân giải theo cự ly 
và phương vị của thiết bị ĐVVT,  - độ rộng búp sóng anten,  - độ rộng 
xung phát,  - góc chiếu xạ, c = 3.108 m/s - tốc độ truyền sóng điện từ 
trong không khí, R - cự ly đến vùng mặt đất chiếu xạ. 
Gọi H là độ cao của thiết vị ĐVVT so với mặt đất, ta có R = H / sin, 
do đó diện tích phản xạ hiệu dụng (RCS) của vùng mặt đất chiếu xạ là: 
. . . .
2.cos
H c  


 (2.5) 
với  là hệ số phản xạ của bề mặt mặt đất chiếu xạ. 
2.1.2. Phương trình xác định hệ số phản xạ của bề mặt mặt đất 
Dạng phổ biến của phương trình radar và ĐVVT có dạng:
2 2
3 4
. . .
(4 ) . .
р
t
P G
Р
R L
 
 (2.13) 
trong đó: Pp - công suất phát đỉnh, G - tăng ích anten,  - bước sóng xung 
thăm dò, L - suy giảm công suất tín hiệu. 
Vì biểu thức (2.5) được sử dụng để tính RCS cho mục tiêu dạng bề 
mặt của mặt đất, thay  từ (2.5) và R = H / sin vào (2.13) ta nhận được: 
2 2 4
3 3
. . . . . .sin1
. .
. 128. .cos
р
t
P G c
P
H L
   

 
 (2.16) 
Trong phạm vi của luận án, 
2 2 4
3
. . . . . .sin
128. .cos
рP G c
C
   
 
 là hằng số. Từ 
biểu thức (2.16), hệ số phản xạ  có thể xác định dưới dạng đơn vị dB: 
7 
 3.
dB dB dB dB dB
tP C H L (2.20) 
Các phương trình (2.1) và (2.20) là cơ sở để xây dựng bản đồ địa 
phương và các giải pháp định vị theo bản đồ địa phương. 
2.1.3. Đặc trưng thống kê biên độ của tín hiệu phản xạ 
Hàm mật độ xác suất (PDF) của biên độ tín hiệu phản xạ có dạng: 
2 2
0 0
02 2 2
.
( ) exp .
2
U U U UU
f U I
    
 (2.30) 
trong đó: 
2
0 0
0 2 2
0
. . .cos1
exp
2
U U U U
I d
  
 là hàm Bessel loại I bậc 0, 
U - biên độ tín hiệu phản xạ tổng hợp, U0 - biên độ thành phần phản xạ 
chính, 2 - phương sai biên độ các thành phần phản xạ phụ. 
2.2. Sự suy giảm công suất tín hiệu phản xạ 
2.2.1. Các yếu tố làm suy giảm công suất tín hiệu phản xạ 
Suy giảm công suất tín hiệu phản xạ được chia thành: 
dB dB dB
c fL L L (2.32) 
trong đó: 
dB
cL - suy hao cố định,
dB
fL - thăng giáng công suất. 
Với thiết bị ĐVVT trên khoang, suy hao cố định gồm: 
dB dB dB dB
c a ant BL L L L (2.33) 
với 
dB
aL , 
dB
antL , 
dB
BL tương ứng là suy hao do khí quyển, do dạng búp sóng 
anten và do hệ số độ rộng búp sóng anten. 
2.2.2. Mô hình thăng giáng công suất tín hiệu phản xạ 
Từ (2.30), hàm PDF của biên độ tín hiệu phản xạ có các dạng sau: 
- Phân bố Rice theo (2.30) nếu tín hiệu phản xạ gồm thành phần phản 
xạ chính và các thành phần phụ. 
- Phân bố Reyleigh nếu tín hiệu phản xạ chỉ có các thành phần phụ. 
- Tiến tới phân bố Gaussian khi thành phần phản xạ chính rất mạnh 
hơn các thành phần phản xạ phụ. 
Đây là cơ sở cho việc thực hiện mô phỏng sự tác động của yếu tố 
thăng giáng công suất tín hiệu phản xạ trong luận án. 
8 
2.3. Bản đồ địa phương và bản đồ thăm dò 
2.3.1. Xác định các tham số của phần tử phân giải mặt đất 
- Kích thước phần tử phân giải mặt đất: 
. / (2cos )
. / sin
x
y
d c
d H
 
 
 (2.36) 
- Hệ số phản xạ của phần tử phân giải mặt đất: 
3.dB dB dB dB dB dBt c fP C H L L (2.37) 
2.3.2. Bản đồ địa phương theo hệ số phản xạ của bề mặt mặt đất 
Bản đồ địa phương (M x N) pixel có thể biểu diễn dưới dạng ma trận 
tham chiếu ACh gồm (M x N) phần tử. 
2.3.3. Bản đồ thăm dò, ma trận thăm dò và ma trận chuẩn 
Để biểu diễn bản đồ thăm dò, có thể sử dụng ma trận thăm dò ATD 
gồm (m x n) phần tử. Bài toán định vị theo bản đồ địa phương k quy về tìm 
ma trận chuẩn ACh-k-i,j trong ma trận tham chiếu ACh-k giống nhất với ma 
trận thăm dò ATD cùng kích thước, từ đó tìm được bộ chỉ số định vị (I, J). 
2.4. Đề xuất giải pháp xây dựng bản đồ địa phương 
2.4.1. Giải pháp xác định các tham số của bản đồ địa phương 
1) Kích thước của phần tử phân giải bản đồ (dxk, dyk): xác định theo 
biểu thức (2.36) dựa trên các tham số chiếu xạ (, , Hk, k, k). 
2) Kích thước của bản đồ (Dxk x Dyk): được chọn sao cho, vùng bản đồ 
thăm dò quét được luôn nằm trong bản đồ địa phương k tương ứng. 
3) Tọa độ gốc của bản đồ (x0k, y0k): chọn để tâm bản đồ địa phương 
nằm trên quỹ đạo bay định trước của UAV. 
4) Các giá trị hệ số phản xạ 
dB của các pixel bản đồ: xác theo biểu 
thức (2.37) hoặc dựa trên bản đồ phản xạ có độ phân giải cao: 
, ,
1
( ). ( )
Q
i j i j
q
q S q 
  (2.39) 
trong đó, Q - số vùng đồng nhất nằm trong pixel thứ (i, j), mỗi vùng có 
diện tích S(q) và hệ số phản xạ đồng nhất i,j(q). 
9 
2.4.2. Giải pháp xây dựng ma trận tham chiếu 
Kích thước của ma trận tham chiếu có thể tính theo biểu thức: 
int( / )
int( / )
x x
y y
N D d
M D d
 (2.40) 
Mỗi phần tử ma trận tham chiếu ACh(i, j) chính là hệ số phản xạ ,i j , 
được xác định theo Pt trong biểu thức (2.37) nhờ bộ biến đổi ADC: 
 , ax
( , ) int( .15/ )Ch i j MA i j   (2.41) 
trong đó, Max là hệ số phản xạ lớn nhất của bề mặt mặt đất. 
Do đó, mỗi byte bộ nhớ có thể lưu trữ được 2 phần tử của ma trận 
tham chiếu, cho phép hạn chế dung lượng bộ nhớ lưu trữ trên khoang. 
2.4.3. Giải pháp xây dựng bộ cơ sở dữ liệu các bản đồ địa phương 
Tọa độ gốc (x0k, y0k) được chọn sao cho bản đồ địa phương k có độ bất 
đồng về hệ số phản xạ cao nhất. Một số tham số của bản đồ địa phương 
được xác định dựa trên tốc độ sai số tọa độ của INS (
INSd 

 [m/s]) và giới 
hạn sai số tọa độ theo nhiệm vụ bay của UAV ( UAVd [m]): 
1) Chu kỳ định vị Tdv: 
 d / [s]v UAV INST d d 
 (2.43) 
2) Cự ly tối đa giữa các bản đồ địa phương liên tiếp: 
 d .V [m]v dv UAVd T (2.44) 
với VUAV - tốc độ bay trung bình của UAV. 
3) Số bản đồ địa phương KMax cần xây dựng cho một hành trình bay: 
= / . / ( .V )Max UAV dv UAV INS UAV UAVK d d d d d 
 (2.45) 
trong đó, dUAV là tổng độ dài hành trình theo nhiệm vụ bay của UAV. 
4) Kích thước của mỗi bản đồ địa phương: 
x
y
2. + n. [m]
2. + m. [m]
x UAV
y UAV
D d d
D d d
 (2.46) 
5) Bộ tham số (dx, dy), (x0, y0), (M, N), ACh đã xác định ở trên. 
Giải pháp xây dựng bản đồ địa phương theo hệ số phản xạ của bề mặt 
mặt đất tạo ra bộ cơ sở dữ liệu tham chiếu cho hệ thống ĐVVT trên khoang. 
10 
2.5. Xây dựng thuật toán và phần mềm tạo các bản đồ địa phương 
2.5.1. Xây dựng thuật toán tạo các bản đồ địa phương 
Hình 2.12. Lưu đồ thuật toán xây dựng các bản đồ địa phương 
2.5.2. Xây dựng phần mềm tạo bản đồ địa phương 
Với thuật toán đã đề xuất, phần mềm tạo các bản đồ địa phương có 
các độ phân giải khác nhau được xây dựng trên Visual Basic (hình 2.13). 
Hình 2.13. Giao diện phần mềm xây dựng bản đồ địa phương 
11 
Bảng 2.2. Thông số kỹ thuật chính của thiết bị ĐVVT giả định 
STT Thông số kỹ thuật Ký hiệu Đơn vị Giá trị 
1 Công suất phát đỉnh Pp dB 30 
2 Bước sóng  m 0,03 
3 Độ rộng xung phát  m 0,1.10-6 
4 Độ rộng búp sóng  độ 3 
5 Tăng ích anten G dB 12 
Để tạo cơ sở dữ liệu các bản đồ địa phương với các tham số khác 
nhau như hình 2.16 phục vụ thực nghiệm và mô phỏng, luận án chọn một 
bộ tham số của thiết bị ĐVVT băng X giả định trên bảng 2.2 và bản đồ 
phản xạ giả định dựa trên bản đồ khu vực sân bay Cát Bi (Hải Phòng). 
Hình 2.16. Các bản đồ địa phương tại các độ cao bay khác nhau 
2.6. Kết luận chương 2 
1. Tính chất phản xạ sóng vô tuyến của bề mặt mặt đất, đặc trưng bởi 
kích thước phần tử phân giải và hệ số phản xạ, có thể xác định dựa trên các 
thông số cho trước của thiết bị ĐVVT trên khoang. 
2. Tín hiệu phản xạ là biến ngẫu nhiên, chịu tác động của các yếu tố 
làm suy hao và thăng giáng công suất, ảnh hưởng không nhỏ đến độ tin cậy 
định vị theo bản đồ địa phương, cần được nghiên cứu và đánh giá chi tiết. 
3. Giải pháp, thuật toán và phần mềm xây dựng bản đồ địa phương dựa 
trên các thông số của thiết bị ĐVVT, mô hình sai số của INS và yêu cầu 
nhiệm vụ bay của UAV cho phép: tạo ra bộ cơ sở dữ liệu tham chiếu cho hệ 
thống ĐVVT trên khoang UAV, nâng cao hiệu suất và độ tin cậy định vị. 
12 
Chương 3 
XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG VÀ GIẢI PHÁP 
ĐỊNH VỊ THEO BẢN ĐỒ ĐỊA PHƯƠNG CHO UAV 
3.1. Một số phương pháp so ghép ma trận trong hệ thống TAN 
3.1.1. Phương pháp sai số trung bình bình phương nhỏ nhất 
2
,
( , )
1 1
1
( , ) ( , ) ( , )
.
m n
Ch i j TD
i j
p q
MMSE I J Min A p q A p q
m n
 (3.4) 
Gọi Kng là ngưỡng quyết định so ghép ma trận, nếu MMSE(I, J) < Kng, 
việc xác định ma trận ACh-I,J là đủ tin cậy và có bộ chỉ số định vị (I, J). 
3.1.2. Phương pháp sai số tuyệt đối trung bình tối thiểu 
,
( , )
1 1
1
( , ) ( , ) ( , )
.
m n
Ch i j TD
i j
p q
LMAE I J Min A p q A p q
m n
 (3.8) 
Nếu LMAE(I, J) < Kng, việc xác định ma trận chuẩn ACh-I,J là đủ tin cậy. 
3.1.3. Phương pháp tương quan cực trị 
i,j i,j
i,j i,j
1 1
( , )
2 2
1 1 1 1
( , ) ( , )
( , )
( , ) ( , )
Ch Ch
Ch Ch
TD TD
TD TD
m n
p q
Max m n m ni j
p q p q
А А
А А
А А
А А
p q p q
r I J Max
p q p q

 
(3.11) 
với: i,jChА , TDА là giá trị trung bình các phần tử của ma trận ACh-i,j và ATD. 
Nếu rMax(I, J) > Kng, ma trận chuẩn ACh-I,J tìm được là đủ tin cậy. 
3.2. Xây dựng một số giải pháp trong hệ thống định vị theo bản đồ địa 
phương cho UAV 
3.2.1. Xác định thời điểm mở đầu dò định vị vô tuyến trên khoang 
Cự ly từ UAV tại điểm M(xM, yM, zM) đến tâm bản đồ địa phương k: 
2 2 2( ) ( ) ( )M Tk M Tk M TkR x x y y z z (3.15) 
Cự ly từ điểm bắt đầu mở đầu dò đến tâm bản đồ địa phương k là: 
 .sink k kR H  (3.16) 
Giám sát cự ly R, khi bắt đầu xảy ra R Rk, UAV thâm nhập vào bản 
đồ địa phương k là thời điểm đầu dò của thiết bị ĐVVT được mở. 
13 
3.2.2. Giải pháp xác định tọa độ của UAV theo bản đồ địa phương 
Tọa độ của UAV được xác định theo biểu thức: 
0
0
. .sin . .cos .cot .cos
. .cos . .sin .cot .sin
M k xk k yk k k k k
M k xk k yk k k k k
x x J d I d H
y y J d I d H
   
   
 (3.20) 
trong đó: (I, J) - chỉ số định vị, (dxk, dyk) - kích thước phần tử phân giải, 
(x0k, y0k) - tọa độ gốc của bản đồ địa phương k, Hk - độ cao bay so với mặt 
đất, k - góc phương vị và k - góc chiếu xạ. 
3.3. Xây dựng mô hình hệ thống và thuật toán định vị theo bản đồ địa 
phương cho UAV 
3.3.1. Xây dựng mô hình hệ thống định vị vô tuyến trên khoang 
Hình 3.3. Mô hình hệ thống ĐVVT trên khoang cho UAV 
Khi UAV thâm nhập vào bản đồ thứ k, thiết bị ĐVVT sẽ phát xung 
thăm dò và quét mặt đất để xác định (m x n) pixel của bản đồ thăm dò, tạo 
ra ma trận thăm dò ATD. Việc so ghép sử dụng hàm ECF sẽ tìm ra ma trận 
chuẩn ACh-k-i,j trong ma trận tham chiếu ACh-k giống nhất với ma trận thăm 
dò ATD, xác định được tọa độ của UAV, làm thông tin hiệu chỉnh cho INS. 
3.3.2. Xây dựng thuật toán định vị theo bản đồ địa phương 
Trong thuật toán định vị (hình 3.5), ngưỡng quyết định so ghép Kng 
liên quan đến yêu cầu mức độ tin cậy định vị của hệ thống ĐVVT. Với hệ 
thống định vị sử dụng hàm ECF, yêu cầu độ tin cậy càng cao thì ngưỡng 
14 
Kng phải chọn càng gần 1. Còn với phương pháp LMAE và MMSE, Kng 
phải chọn càng gần 0. Với nội dung “Thoát lặp”, luận án đề xuất giải pháp 
thích nghi nhằm bảo đảm độ tin cậy định vị: giám sát số lần định vị không 
đủ tin cậy để tăng hoặc giảm kích thước (m x n) của ma trận thăm dò một 
cách tự động, thích nghi với mức tác động của thăng giáng công suất Lf. 
Hình 3.5. Lưu đồ thuật toán định vị theo bản đồ địa phương 
3.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng định vị 
Chất lượng định vị của mô hình hệ thống ĐVVT (độ tin cậy và thời 
gian thực hiện định vị) chịu ảnh hưởng của các yếu tố: suy hao cố định, 
thăng giáng ngẫu nhiên của các phần tử ma trận thăm dò, phương pháp so 
ghép ma trận (ECF, LMAE và MMSE) và kích thước của ma trận thăm dò 
(m x n). Do đó, đánh giá tác động của các yếu tố này đến chất lượng định 
vị của mô hình hệ thống ĐVVT và thuật toán định vị là cần thiết. 
15 
3.3.4. Sai số của phương pháp định vị theo bản đồ địa phương 
Sai số tọa độ định vị cho UAV tính theo biểu thức: 
1,5.( .sin .cos )
1,5.( .cos .sin )
M xk k yk k
M xk k yk k
x d d
y d d
 
 
 (3.24) 
3.4. Xây dựng phương pháp đánh giá các kết quả nghiên cứu 
3.4.1. Phương pháp đánh giá kết quả dựa trên mô phỏng Monte-Carlo 
Để đánh giá thống kê tính hiệu quả, độ tin cậy định vị của mô hình hệ 
thống ĐVVT và thuật toán định vị đã đề xuất, luận án sử dụng phương 
pháp Monte-Carlo được thực hiện trên Matlab với 1000 mẫu. 
3.4.2. Phương pháp đánh giá kết quả bằng thử nghiệm trên phần cứng 
Dựa trên thuật toán định vị đã đề xuất, phần mềm định vị được xây 
dựng trên ngôn ngữ C nạp cho chip ARM trên Kit STM32F4 Discovery 
(hình 3.8), thực hiện theo cả 3 phương pháp so ghép ma trận: MMSE, 
LMAE và ECF. Các ma trận thăm dò và ma trận tham chiếu được tạo từ 
phần mềm máy tính ở chương 2 và truyền cho Kit STM32F4 Discovery 
qua cổng RS232. Chip STM32F407VGT6 sẽ thực hiện so ghép ma trận để 
tìm ra bộ chỉ số định vị (I, J) và xác định thời gian tính toán định vị, truyền 
trở lại máy tính để thống kê, đánh giá. 
Hình 3.8. Kit STM32F4 Discovery thử nghiệm thuật toán định vị 
16 
3.5. Đánh giá hiệu quả của mô hình hệ thống sử dụng hàm ECF 
3.5.1. Đánh giá hiệu quả dựa trên xác suất định vị đúng 
 a. Ma trận 5 x 5 b. Ma trận 9 x 9 
 c. Ma trận 11 x 11 d. Ma trận 13 x 13 
 e. Ma trận 15 x 15 f. Ma trận 17 x 17 
Hình 3.10. Xác suất định vị đúng với các phương pháp so ghép ma trận 
17 
Hình 3.10 biểu diễn một số kết quả mô phỏng đánh giá xác suất định 
vị đúng Pd theo mức thăng giáng ngẫu nhiên Lf cho cả 3 phương pháp so 
ghép ma trận (ECF, LMAE và MMSE) với mức suy hao Lc = 1,3dB. Hình 
3.10a với kích thước ma trận thăm dò (5 x 5), tại mức Lf = 1,0dB, Pd sử 
dụng hàm ECF cao hơn MMSE khoảng 20% và cao hơn LMAE khoảng 
30%. Với các kích thước ma trận thăm dò khác (hình 3.10b, c, d, e, f) cũng 
cho kết quả Pd sử dụng hàm ECF cao hơn sử dụng MMSE và LMAE. 
3.5.2. Đánh giá hiệu quả dựa trên việc chọn ngưỡng so ghép ma trận 
Hình 3.11 biểu diễn một số kết quả mô phỏng các giá trị ECF, LMAE 
và MMSE theo sự thay đổi của mức suy hao công suất Lc, với mức thăng 
giáng Lf = 0,5dB. Các giá trị ECF 1, còn LMAE và MMSE thay đổi tỷ lệ 
với Lc. Do đó, việc chọn ngưỡng quyết định so ghép ma trận Kng sử dụng 
phương pháp LMAE và MMSE khó khăn hơn so với sử dụng hàm ECF. 
 a. Ma trận 5 x 5 b. Ma trận 9 x 9 
 c. Ma trận 13 x 13 d. Ma trận 17 x 17 
Hình 3.11. Ngưỡng quyết định với các phương pháp so ghép ma trận 
18 
3.5.3. Đánh giá thời gian tính toán của thuật toán định vị 
Kết quả thử nghiệm trên Kit STM32F4 Discovery với kích thước ma 
trận tham chiếu (23 x 23) để xác định thời gian tính toán định vị như trên 
bảng 3.1. Thuật toán định vị sử dụng phương pháp MMSE luôn cho thời 
gian tính toán nhỏ nhất (khoảng 5,5ms). Với phương pháp ECF và LMAE, 
thời gian tính toán gần tương đương nhau, tương ứng là 14,7ms và 14,6ms. 
Bảng 3.1. Thời gian tính toán định vị với các phương pháp so ghép ma trận 
TT Kích thước ma trận thăm dò ECF (ms) MMSE (ms) LMAE (ms) 
1 Ma trận thăm dò (5 x 5) 15,2 4,2 10,6 
2 Ma trận thăm dò (7 x 7) 17,7 6,0 15,7 
3 Ma trận thăm dò (9 x 9) 18,8 7,1 18,9 
4 Ma trận thăm dò (11 x 11) 18,2 7,3 19,5 
5 Ma trận thăm dò (13 x 13) 15,5 6,4 17,3 
6 Ma trận thăm dò (15 x 15) 11,3 4,8 13,0 
7 Ma trận thăm dò (17 x 17) 6,3 2,8 7,4 
Thời gian định vị trung bình 14,7 5,5 14,6 
3.6. Đánh giá độ tin cậy của thuật toán định vị theo bản đồ địa phương 
3.6.1. Tác động của suy hao công suất tín hiệu phản xạ 
 a. Ma trận 5 x 5 với Lf =1,2dB b. Ma trận 9 x 9 với Lf =2,5dB 
 c. Ma trận 13 x 13 với Lf =3,6dB d. Ma trận 17 x 17 với Lf =5,0dB 
Hình 3.12. Xác suất định vị đúng theo yếu tố suy hao công suất Lc 
19 
Mô phỏng tác động của suy hao công suất Lc đến xác suất định vị 
đúng Pd được thực hiện với mức thăng giáng công suất Lf không đổi. Các 
kết quả mô phỏng cho thấy, Pd sử dụng hàm ECF gần như không đổi và 
không chịu ảnh hưởng của Lc (hình 3.12). 
3.6.2. Tác động của thăng giáng công suất tín hiệu phản xạ 
 a. Ma trận 5 x 5 b. Ma trận 9 x 9 
 c. Ma trận 11 x 11 d. Ma trận 13 x 13 
 e. Ma trận 15 x 15 f. Ma trận 17 x 17 
Hình 3.13. Xác suất định vị đúng theo yếu tố thăng giáng công suất Lf 
20 
Mô phỏng tác động của thăng giáng công suất tín hiệu phản xạ Lf đến 
xác suất định vị đúng Pd được thực hiện với suy hao Lc được chọn không 
đổi. Các kết quả mô phỏng cho thấy, Pd giảm nhanh khi tăng mức Lf. Tuy 
nhiên, các kích thước ma trận thăm dò càng lớn thì Pd càng cao. Hình 3.13 
là một số kết quả mô phỏng với Lc = 5,0dB: với ma trận thăm dò (5 x 5), 
Pd chỉ duy trì ở mức 90% với mức Lf khoảng 1,2dB (hình 3.13a). Ma trận 
(11 x 11) có thể duy trì Pd = 90% với mức Lf = 3,5dB (hình 3.13c) và ma 
trận (17 x 17) có thể duy trì Pd = 90% với mức Lf = 6,1dB (hình 3.13f). 
3.6.3. Vai trò của kích thước ma trận thăm dò với độ tin cậy định vị 
Các kết quả mô phỏng tác động của thăng giáng công suất Lf đã cho 
thấy vai trò của kích thước ma trận thăm dò (m x n) với độ tin cậy định vị. 
Nếu chọn ngưỡng Kng = 0,8 và để đạt Pd > 90%, các kích thước ma trận 
thăm dò ứng với các mức thăng giáng Lf cao nhất chỉ ra trên bảng 3.2. Nếu 
chọn (m x n) càng lớn (với m < M, n < N), độ tin cậy định vị càng cao 
nhưng thời gian tính toán càng lớn. Giải pháp lựa chọn thích nghi kích 
thước ma trận thăm dò (m x n) theo mức thăng giáng công suất tín hiệu 
phản xạ Lf đã thể hiện tính mới và hiệu quả của mô hình hệ thống ĐVVT 
trên khoang cho UAV theo bản đồ địa phương mà luận án đề xuất. 
Bảng 3.2. Khả năng định vị đúng của kích thước ma trận với thăng giáng 
STT Kích thước ma trận (m x n) Mức thăng giáng cao nhất [dB] 
1 5 x 5 1,2 
2 7 x 7 2,1 
3 9 x 9 2,8 
4 11 x 11 3,5 
5 13 x 13 4,2 
6 15 x 15 5,3 
7 17 x 17 6,1 
Bên cạnh đó theo tính chất của hàm ECF, kết quả so ghép ma trận chỉ 
phụ thuộc vào tổng số phần tử của ma trận (tích m.n) mà không phụ thuộc 
vào các chỉ số m và n. Hình 3.15 là trường hợp mô phỏng với ma trận thăm 
dò 36 phần tử, tương ứng có ba loại ma trận (6 x 6), (4 x 9) và (9 x 4), xác 
suất định vị đúng với các ma trận thăm dò này gần như tương đương nhau. 
21 
 a. Ma trận (6 x 6) và (4 x 9) b. Ma trậ