基于超宽带信号和地面数字电视信号的无线联合定位系统

针对基于地面数字电视信号定位系统定位范围广而室内定位精度不高的问题,将具有高抗多径效应和高定位精度的UWB技术应用到数字电视接收机中,提出基于超宽带信号和地面数字电视信号的联合定位系统方案,在利用地面数字电视信号进行户外定位的同时,通过数字电视接收机的中转作用,在室内实现用超宽带信号进行定位,使户外室内高精度的定位成为了可能.     

地面数字电视信号与GPS相结合的定位系统

为了解决在城市楼宇间可见GPS卫星常常不足4颗而导致无法定位的问题,通过使用地面数字电视信号,实现了这种恶劣环境下的成功定位.而当GPS卫星数大干4颗时,利用数字地面电视信号可以改善GDOP,提高定位精度.介绍了系统的工作原理,通过计算机软件仿真实现了地面数字电视信号的模拟及单点和多点的移动定位,结果表明通过地面数字电视和GPS结合的定位系统可以提高定位精度,解决CPS卫星不足的问题.     

超宽带室内定位的圆概率误差算法分析与应用

超宽带室内定位系统包含多个基站与定位标签,其优势在于高定位精度,因此,误差分析是该定位系统的关键之处。综合军用武器精度测量中的圆概率误差算法,以及超宽带室内定位系统中定位标签随机移动位置的因素,运用统计概率学中均值和二倍标准差的思想,提出适合于超宽带室内定位系统进行误差分析的圆概率误差R95算法。     

基于IR-UWB定位系统接收机的改进与实现

基于超宽带非相关检测的定位接收机,在引入AGC的基础上,对以往的脉冲超宽带室内定位接收机做进一步改进,重新对锁相环进行设计与实现。采用电荷泵式模数混合锁相环接收机对UWB脉冲信号到达时间(TOA)进行准确估计,实现室内环境精确测距,以达到准确定位的目的。通过硬件实现和实验论证了该方案的可靠性,对定位精度的提高具有良好的效果。     

用于修正NLOS误差的超宽带定位方法

近年来,基于超宽带系统的室内定位凭借其高精度和高稳定性等优点得到了广泛应用。在复杂室内环境中,超宽带信号在障碍物间的非视距传播导致定位基站和标签之间的距离测量值产生额外误差从而导致定位精度下降。文章提出一种用于修正非视距(NLOS)误差的超宽带定位方法,通过基于自适应增强算法识别 NLOS 传播,识别后通过测量值重构对应视距测量值并计算位置坐标,最后通过无迹卡尔曼滤波算法修正定位误差。实验结果表明,该算法有效消除了 UWB 定位系统中较大的 NLOS 误差,提高了定位精度,具有很好的稳定性。     

基于TDOA算法的差分UWB室内定位系统研究

超宽带UWB定位技术在受到电磁干扰、NLOS等情况影响时,实际定位环境变得复杂,造成实际定位精度不高、定位稳定性差。通过借鉴差分GPS技术,以TDOA-UWB室内定位技术为基础,提出差分UWB定位算法。同时结合权重滑动平均法,研究并提出基于TDOA算法的差分UWB室内定位系统,以Hainan EVK 2.0系统作为实验平台进行相关的测试实验。实验结果表明,基于TDOA算法的差分UWB室内定位系统能有效提高定位精度和定位稳定性,在受到外界干扰的情况下,定位误差整体降低23%。     

DS-UWB导航定位系统应用研究

超宽带具有定位精度高、保密安全性能好等特点，在导航定位领域有着广阔的应用前景。本文对一种 DS-UWB 导航定位系统的应用研究进行了探讨。该系统利用改进型 Logistic 混沌映射产生的混沌序列和超宽带脉冲构成导航信号复合扩频码，通过布设的导航基准源发射导航信号。在电磁干扰环境下，本文研究的系统可以改善和增强卫星导航系统的定位精度，还可以独立为区域内用户提供安全、可靠的导航定位服务。     

脉冲超宽带定位单元设计及应用测试

脉冲超宽带技术(Impulse Radio-Ultra Wideband,IR-UWB)具有传输速率高、测距精度高、抗多径干扰能力强、功耗低的优点。采用IR-UWB技术可有效解决现有定位系统定位精度差、定位精度不稳定的缺点。应用IR-UWB技术设计射频定位系统通信节点,采用双向双边测距算法(Symmetric Double-Sided Two-Way Ranging,SDS-TWR)保证测距精度,在室内环境对测距误差进行了测试,并采用到达时间(Time of Arrive,To A)定位算法设计定位单元,测试结果表明IR-UWB定位技术在室内可达到分米级定位精度。     

一种改进的多源信息融合室内定位方法

针对超宽带（Ultra-wideband,UWB）定位系统受非视距（Non-line of Sight,NLOS）误差影响较大,以及惯性测量单元（Inertial Measurement Unit,IMU）定位系统受累积误差影响较大的问题,提出了一种基于多源信息的改进融合定位模型。首先,对UWB测量模型进行优化,通过差分气压计测高的方法对NLOS信号进行鉴别,并通过加权最小二乘法削弱NLOS信号对UWB定位结果的影响。然后对数据融合算法进行优化,引入IMU累积误差门限降低累积误差对IMU定位结果的影响,提高融合定位精度。最后,使用UWB、IMU系统在室内复杂环境中的实测数据进行Matlab仿真,验证了改进融合定位模型在定位精度上比基础融合定位模型提高了45.71%。     

超宽带信号检测电路的设计

根据PPM调制方式的特点和实际接收到的超宽带脉冲信号波形的特征,采用基于能量检测的接收机方案,用门控能量检测电路,将射频检测与同步捕获相结合实现快速捕获同步.实测数据验证了此接收机方案能在100 Mbit/s高传输速率的情况下能取得较好的超宽带信号接收效果.     

上海地铁数字电视信号覆盖网络监测方案设计

在地铁数字电视发展过程中,对其信号覆盖网络系统进行监测是地铁现代化、信息化的一个重要组成部分.为及时准确地监测和定位系统内的设备,提出了两种解决方案:基于CPRS网络小区的定位和基于2.4 GHz无线数据传输技术的定位.介绍了上海地铁数字电视信号覆盖系统,讨论了方案的系统总体框架、硬件设计和软件架构,并对这两种方案进行...     

GPS／ODO列车组合定位系统

阐述一种利用多传感器融合技术来提高定位精度和可靠度的方法。将GPS定位技术引入到现有的基于里程计的列车定位方法中,降低里程计单独定位时的误差。分析了数据信息的同步问题并利用GPS接收机的秒脉冲信号实现数据信息的同步。当GPS信号短暂失锁时,采用里程计单独定位,GPS信号一旦重获就对里程计定位误差进行修正,从而提高列车定位系统的定位性能。现场实验结果证明该列车定位系统能够以一种简单的方法提高列车定位系统的精度、可靠度和连续性。     

基于CFR虚拟阵列天线的AOA室内定位

准确地估计信号的到达角（Angle Of Arrival,AOA）为实现在室内高精度定位提供了可能,为了能够准确地估计室内多径信号的AOA,并提取出直射路径的AOA信息进行定位,本文提出一种利用信道频率响应信息（Channel Frequency Response,CFR）扩展阵列天线的亚米级室内定位系统.首先,采集CFR信息进行AOA和信号到达时间（Time Of Arrival,TOA）的联合估计;其次,提出了一种基于AOA和TOA二维聚类信息的直射路径识别算法;另外,还提出了可视环境（Line Of Sight,LOS）以及非可视环境（Non Line Of Sight,NLOS）的识别算法,可以准确的判断出当前接收机相对发射机是处于LOS还是NLOS环境;最后,利用现有的三天线Wi-Fi设备在室内进行了测角以及定位测试,实验结果表明本文提出的定位系统在室内LOS和NLOS环境下分别可以达到中值误差为0.8m,1.3m的定位精度,可用于室内高精度定位.     

基于ROS与三维点云图像的室内物体精准定位

考虑到ROS SLAM构建的地图只能描述环境的二维信息,三维点云图像只能描述物体独立的三维信息等特点,本文融合了ROS SLAM的Gmapping算法构建的室内二维地图与物体的三维点云图像信息,提出了一种复合坐标定位系统。首先对不同室内进行分类,进行一维坐标的标定,其次通过对Gmapping算法构建好的地图等进行二三维坐标标定,再结合空间信息构成外部坐标系φ,最后通过对采集到的物体三维点云坐标进行仿射运算获得物体基于外部坐标三维坐标,结合一维坐标,对物体进行复合四维坐标定位。整个定位实验数据表明,物体室内的位置平均测量误差只有4.2cm,其定位精度比起常见的超声波与红外线定位系统提高6.7%,比基于蓝牙角度测量的定位系统定位精度提高20%,比超宽带定位系统提高72%。物体定位误差小,定位精准。     

测距定位中组合信号处理方法的运用

GPS(Global Positioning System)是目前较为成熟的定位系统,但是在室内和建筑物密集的地方不能很好地运用。文章就Wi-Fi室内定位技术做了相关的研究与改进,主要是在定位信号获取、信号处理与模型改进方面。信号处理采用了扩展卡尔曼、高斯平滑滤波等组合方法,旨在提高室内定位精度及稳定性。     

基于信号分布混合假设检验的Wi-Fi室内定位方法

Wi-Fi室内定位技术是目前移动计算领域的研究热点之一,而传统位置指纹定位方法没有考虑复杂室内环境下Wi-Fi信号分布的多样性问题,从而导致Wi-Fi室内定位系统的鲁棒性较差。为了解决这一问题,该文提出一种基于信号分布混合假设检验的Wi-Fi室内定位方法。首先根据Jarque-Bera(JB)检验结果对各个参考点处的Wi-Fi信号分布进行正态性评价;然后针对不同Wi-Fi信号分布特性,利用混合Mann-Whitney U检验/T检验方法构造匹配参考点集合,以实现对目标的区域定位;最后通过计算定位区域中匹配参考点的K近邻(K-Nearest Neighbor, KNN),完成对目标的位置坐标估计。实验结果表明,所提方法相比于传统Wi-Fi室内定位方法具有更高的定位精度和更强的系统鲁棒性。     

基于北斗B1C信号的DPE方法定位性能分析

城市峡谷环境的高精度定位是全球卫星导航定位系统亟待解决的重要问题之一。近年来提出的直接位置估计(Direct Position Estimation, DPE)方法是基于“导航域”实现位置的最优估计，现有研究集中于全球定位系统(Global Positioning System, GPS)信号进行分析验证，缺乏新体制信号的对比和抗多径原理分析，并且计算量过大不易实现。针对以上问题，基于北斗卫星导航系统(BDS)B1C信号，设计了一种快速DPE软件接收机，并基于城市峡谷环境下的真实信号验证了BDS B1C新体制信号DPE软件接收机的实际性能。实际试验表明，相同信号相干积分长度和卫星几何精度因子情况下，DPE接收机使用二进制偏置载波调制(Binary Offset Carrier, BOC)新体制信号相较于二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying, BPSK)信号在城市峡谷环境下定位精度具有显著提升。     

基于深度置信网络的室内指纹定位技术

在基于无线指纹室内定位技术中,信号的时空干扰引入了定位误差。为了解决这一问题,文中提出基于深度信号特征的室内定位方案,利用深度置信网络从接收信号强度中提取特征参数作为特征指纹。该方法能有效地缓解信号的波动性干扰,感知当前复杂的室内环境。为评估所提方法的性能,文中选择在两个具有典型性室内场景中进行实验。实验结果表明,该方法在定位精度和定位系统稳定性上都有了显著的提高。     

基于捷联惯导系统补偿的UWB的室内定位方法研究

根据超宽带定位系统在室内定位应用,分析UWB信号丢失或被遮挡时类型,将基于捷联惯导系统的惯性器件IMU的加速度计在三个方向的增量信息作为UWB丢失信号的补偿,从而改善UWB在室内定位中的精度。通过仿真实验测得在UWB信号丢失10s时间,该设计可以将原来的位置误差缩小到2m以内。针对设计的定位模型,利用实验室设备搭建该原理样机,通过半物理仿真试验,证明基于捷联惯导系统的UWB室内定位系统在水平面X轴与Y轴误差基本保持在0.5m范围内。     

多信标融合综合定位系统后台子系统

为实现高精度室内定位,开发出一套多信标融合综合定位系统的后台子系统。融合蓝牙、WiFi、超宽带等多种定位信标的信号,实现了多种定位算法,基于Three.js进行二次开发,实现了在线三维地图显示等功能。基于电信天翼云平台进行了系统开发,结果验证了多信标融合综合定位系统后台子系统具有开发难度低,功能强大,性能优秀等优势。