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Method for Detecting User Positions with Unmanned Aerial Vehicles based on Doppler shifts

Research Project

Project/Area Number 15K06122
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Measurement engineering
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

ISHIKAWA Hiroyasu  日本大学, 工学部, 教授 (20536495)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2015: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Keywords無人航空機システム / 無人航空機 / ドップラシフト / 最小2乗法 / ユーザ位置検出 / 位置検出精度 / 測位精度指標 / ドップラーシフト / 最小2乗法 / 初期値選定アルゴリズム / 飛行位置誤差 / 評価対象エリア / 視線速度 / 位置検出 / 測位対象エリア
Outline of Final Research Achievements

In the unmanned aircraft systems (UASs), several unmanned aerial vehicles (UAVs) are used to provide services over a large area. Here, the carrier frequencies of the transmitted and received signals experience Doppler shifts due to the variations in the line-of-sight velocity between the UAV and the terrestrial terminal. Thus, by observing multiple Doppler shifts from different UAVs, it is possible to detect the position of a user.
This study aims to present a methodology for position detection based on the least-squares method to the Doppler shift frequencies. Further, a positioning accuracy index is newly proposed, which can be used as an index for measuring the position accurately.
A computer simulation was conducted for flight route models to confirm the applicability of the proposed positioning method and the positioning accuracy index. The simulation results confirm that the parameters, such as the flight route can be optimized by using the proposed positioning accuracy index.

Report

(4 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2018 2017 2016 2015

All Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Presentation] 無人航空機を用いたユーザ位置検出手法の測位精度指標に基づく特性比較2018

    • Author(s)
      石川 博康・大貫 紘季
    • Organizer
      電子情報通信学会 ワイドバンドシステム研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 無人航空機を用いたユーザ位置検出手法の初期値選択アルゴリズム2018

    • Author(s)
      斉藤 祐貴・石川 博康
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 無人航空機を用いた位置検出手法の測位精度指標に基づく特性比較2018

    • Author(s)
      大貫 紘季・石川 博康
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 平行飛行する無人航空機を用いた位置検出法における最適配置検討2017

    • Author(s)
      渡辺 凌、石川 博康
    • Organizer
      電子情報通信学会 2017年総合大会
    • Place of Presentation
      名城大学(名古屋市)
    • Year and Date
      2017-03-22
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 複数の無人航空機を用いた位置検出手法の特性比較2017

    • Author(s)
      大貫 紘季、石川 博康
    • Organizer
      電子情報通信学会 2017年総合大会
    • Place of Presentation
      名城大学(名古屋市)
    • Year and Date
      2017-03-22
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 複数の無人航空機を用いた位置検出法における飛行経路に関する検討2017

    • Author(s)
      石川 博康、大貫 紘季
    • Organizer
      電子情報通信学会 衛星通信研究会
    • Place of Presentation
      ホテル三日月(勝浦市)
    • Year and Date
      2017-02-23
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 無人航空機を用いたユーザ位置検出法における測位精度指標に関する検討2017

    • Author(s)
      石川 博康
    • Organizer
      電子情報通信学会 衛星通信研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 無人航空機によるユーザ位置検出法における測位精度指標を用いた飛行経路評価2017

    • Author(s)
      石川 博康
    • Organizer
      電子情報通信学会 衛星通信研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] A Doppler-shift-based User Position Detection Method using Unmanned Aerial Vehicls2017

    • Author(s)
      Hiroyasu Ishikawa・Hiroki Onuki・Yuki Saito
    • Organizer
      IEICE JC-SAT2017
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 8の字飛行を行う無人航空機を用いた位置検出手法の測位精度特性2017

    • Author(s)
      大貫 紘季・石川 博康
    • Organizer
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 8の字飛行を行う無人航空機を用いた位置検出手法の測位精度指標2017

    • Author(s)
      石川 博康・大貫 紘季
    • Organizer
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 無人航空機を用いたユーザ位置検出手法2016

    • Author(s)
      石川 博康
    • Organizer
      電子情報通信学会 2016年ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      2016-09-20
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 無人航空機を用いた位置検出法における測位精度の特性評価2016

    • Author(s)
      石川 博康、大貫 紘季
    • Organizer
      電子情報通信学会 衛星通信研究会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(多賀城市)
    • Year and Date
      2016-08-18
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] マルチパス環境下におけるGPS測位データの特性評価2016

    • Author(s)
      大貫 紘季、石川 博康
    • Organizer
      電子情報通信学会 衛星通信研究会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(多賀城市)
    • Year and Date
      2016-08-18
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 2機の無人航空機を用いた位置検出手法のエリア構成に関する検討2016

    • Author(s)
      石川 博康
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2016-03-15
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 2機の無人航空機を用いた位置検出手法のエリア構成に関する特性評価2016

    • Author(s)
      石川 博康
    • Organizer
      電子情報通信学会ワイドバンドシステム研究会
    • Place of Presentation
      電気通信大学
    • Year and Date
      2016-03-10
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 複数の無人航空機を用いた位置検出方法の特性比較2016

    • Author(s)
      大貫 紘季、石川 博康
    • Organizer
      第59回日本大学工学部学術研究報告会
    • Place of Presentation
      日本大学工学部(郡山市)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 1機の無人航空機を利用したユーザ位置検出方法2015

    • Author(s)
      石川 博康
    • Organizer
      第58回日本大学工学部学術研究報告会
    • Place of Presentation
      日本大学
    • Year and Date
      2015-12-05
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 1機の無人航空機を利用したユーザ位置検出手法の提案2015

    • Author(s)
      石川 博康
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2015-09-08
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 1機の無人航空機を利用したユーザ位置検出手法の検討2015

    • Author(s)
      石川 博康
    • Organizer
      電子情報通信学会衛星通信研究会
    • Place of Presentation
      福岡大学
    • Year and Date
      2015-08-17
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] GPS実測データを用いたマルチパス環境モデルのシミュレーション評価2015

    • Author(s)
      石川 博康
    • Organizer
      電子情報通信学会衛星通信研究会
    • Place of Presentation
      東京都市大学
    • Year and Date
      2015-05-28
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 位置検出装置、及び位置検出システム2017

    • Inventor(s)
      石川 博康・斉藤 祐貴
    • Industrial Property Rights Holder
      石川 博康・斉藤 祐貴
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-236177
    • Filing Date
      2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2019-03-29  

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