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UWB和惯性导航融合的室内定位方法

针对室内环境日益复杂,单一的定位系统已经不能满足人们对定位准确度需求的问题,设计了一种利用超宽带(UWB)和惯性导航融合进行的室内定位方法:首先针对UWB测距结果容易受环境影响的问题,根据实验环境对UWB测距进行了标定;然后利用改进马氏距离的异常值检测方法对测距过程中的异常值进行了剔除;最后采用了紧耦合的卡尔曼滤波器,以UWB测距值作为扩展卡尔曼滤波观测量,以惯性导航解算的位姿作为扩展卡尔曼滤波器的预测量,通过UWB测距来不断校正惯性导航的位姿数据。最终为了验证所提方法的可行性和有效性,进行了UWB单独定位和UWB与惯性导航融合定位的小车搭载矩形运动轨迹实验,通过对两种方法实验数据的对比分析,在加入了外界干扰时的矩形轨迹定位实验中,利用UWB和惯性导航融合的定位结果,平均精度比单独利用UWB进行定位时提高了36.3%;误差结果对比表明,利用UWB和惯性导航融合定位的误差波动更小,具有更高的鲁棒性。表明了该融合定位算法与单独利用UWB技术进行定位的算法相比,能够有效地抑制定位过程中的干扰问题,并且可显著地提高在室内环境下定位系统的鲁棒性和定位精度。     

UWB定位中基于XGBoost的NLOS识别方法

NLOS场景下UWB室内定位精度下降，识别出NLOS有助于进一步提升定位精度。针对超宽带定位中非视距识别的问题，提出基于XGBoost的NLOS识别方法。基于XGBoost决策树算法，采用两个层面的数据源对UWB定位中NLOS进行识别：元数据层面，用真实定位场景中采集的UWB CIR数据作为数据源；统计数据层面，将CIR数据经过一定的加工，得到几个关键的信号特征参数作为数据源。两组实验结果表明，XGBoost算法在元数据和统计数据上识别精确度分别达到91%和92%。UWB定位中XGBoost算法能显著提高识别NLOS信号的准确度。     

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%。     

基于扩展卡尔曼滤波器的混合TDOA／AOA室内定位技术的研究

本文阐述的是一种针对室内超宽带系统（UWB）的时间差到达和角度到达（TDOA／AOA）的混合定位技术。由于非视距传播（NLOS）误差确定为此系统的主要误差原因,所以本文使用卡尔曼滤波器来甄别和消除非视距误差,从而减小在室内UWB环境下的NLOS的时间到达（TOA）误差。本文加入了一种AOA选择功能。最后针对使用TDOA和有选择的AOA的室内移动定位追踪系统本文提出了一种改进的扩展卡尔曼滤波器（EKF）。仿真结果显示本文提出的混合定位方案可以有效响应在UWB环境下的NLOS／LOS变化,并且提高了定位精度。     

基于RSSI和惯性导航的融合室内定位算法

针对目前对高精度室内定位算法的需求,提出一种基于接收信号强度识别（RSSI）和惯性导航的融合室内定位算法。基于无线传感网中ZigBee节点的RSSI值,采用位置指纹识别算法,对网络中的未知节点进行定位。结合惯性传感单元（IMU）提供的惯性数据,对RSSI定位结果进行融合修正。利用Kalman滤波器,采用状态方程描述待定位节点位置坐标的动态变化规律,从而实现一种以无线传感网络定位为主、IMU为辅的融合定位方法。仿真结果表明,提出的融合定位算法既能改善单独使用RSSI定位受环境干扰较大的问题,又能避免单独使用惯性导航带来的累积误差,极大地提高了定位精度。     

基于融合算法的GPS/UWB/MARG协同定位系统研究

为了弥补在不同场景下切换时目标丢失的盲区,提出GPS/UWB/MARG的协同定位系统,实现城区建筑间混合场景下的无缝定位。在混合场景下采用一种加权融合算法实现GPS和UWB协同定位,MARG用以辅助提高GPS定位精度,先对单一子系统进行数据优化和性能分析后,以加权融合的方式处理GPS/MARG数据和UWB数据,自主判断在不同定位环境下的数据输出的最优定位信息。结果表明,协同定位系统在混合场景下平均定位精度相比于GPS/MARG系统提高了64%,定位精度更高同时拓展了单一定位系统的应用场景。     

一种新颖的基于偏度的非视距区分算法

在超宽带(UWB)定位系统中,非视距(NLOS)传播是降低通信与定位精度可靠性的主要原因。因此,区分NLOS环境对提高定位精度尤为重要。针对该问题,提出了一种新的基于信道统计特性———偏度(Skewness)的NLOS区分算法。该算法首先将偏度在IEEE 802.15.4a信道模型(特别是室内家居和办公环境)中建模为对数正态分布,然后对其概率密度函数( PDF)做似然比检验来区分视距( LOS)与NLOS环境。仿真结果表明：室内UWB定位系统中,偏度可以更好地区分信道状态,在室内办公环境中,正确区分NLOS环境的概率可达99.99%。在定位模块中融入所获得的区分NLOS的结果将有助于定位精度的进一步提升。     

IR-UWB定位系统距离误差建模及性能研究

基于相干TOA测距算法,研究了IR-UWB无线室内定位系统中由脉冲信号传播特性导致的多径误差和NLOS误差的建模问题。首先利用IEEE 802.15.4a信道模型中的多径信息给出了与系统带宽有关的多径距离误差分布参数。结合IR-UWB信号穿墙传播几何结构,理论推导了穿墙额外传播时延导致的几何距离误差限。对完全NLOS环境下定位的仿真结果表明,利用NLOS距离误差信息直接对TOA测距结果的修正可以显著提高定位精度。     

CDMA系统中的无线定位技术

位置服务能提供地址信息，进行终端定位、实时监测和跟踪。要及时准确地提供位置服务就需要选择合适的快速实现精确定位的方案。实现CDMA无线定位主要有3种方案：基于网络的定位方案、基于移动台的定位方案、GpsOne技术方案。3种方案的定位精度、可用性、定位时间、保密性和实现成本不同。采用哪种方案需要结合具体的网络情况统筹考虑。网络结构、信息承载协议、信息传输方式是实现无线定位系统的基础，具体实施时有不同实现方式，有些细节需要运营商自行制订规则。     

改进的数字天顶仪定位方法

针对数字天顶仪原有方法计算过程复杂和计算过程中存在误差的问题,通过改变时间补偿方式和优化迭代核心,提出了一种改进的数字天顶仪定位方法.该方法在切平面中进行均值过程,消除了原方法运算中引入的误差,也避免了切平面变换和反变换的反复计算,从而大幅简化了计算流程.通过实验比较了传统方法与改进方法的计算效率和精度,结果表明:改进方法的计算效率比原方法提高了至少6倍;改进方法赤纬的计算精度比原来的15米左右提高了约1.05 m.因此,改进方法能够在一定程度上提高定位的精度.     

无线定位系统及其发展趋势

介绍了两种传统的无线定位系统及其优劣，并分析了产生定位误差的原因。传统的定位系统有其不可逾越的极限，预测一种新的无线定位系统一量子定位系统将取代传统的无线定位系统。可以大胆设想如果部分的在传统定位系统中引入量子技术，就可能使系统的性能获得革命性的提高。     

基于移动蜂窝网的定位技术探讨

移动蜂窝网本身就具有一定的定位服务,在5G新基建的支撑下,定位服务进一步增强,定位精度也大幅提升。在5G新基建的移动互联网时代,定位服务获得了前所未有的关注与青睐。结合多年在定位服务领域的研究,文章对基于移动蜂窝网的定位服务进行了综述,分析了各类定位技术的优势与不足,总结了定位服务的指标体系,通过行业的用例对定位服务进行了说明。文章对移动蜂窝网的定位服务进行梳理,旨在为研发与管理人员提供支撑。     

UWB无线定位技术探讨

超宽带(UWB)无线定位技术由于功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低,尤其是能提供非常精确的定位精度等优点,而成为未来无线定位技术的热点和首选。文章将UWB定位技术与其他无线定位技术就定位环境和精度等方面进行了综合比较,探讨了UWB定位技术的理论基础和发展现状,最后对UWB无线定位的未来应用前景进行了展望。     

基于RSSI的传感器网络节点安全定位机制

针对RSSI测距存在的脆弱性问题,提出了一种基于完整性编码和不间断占用信道的安全RSSI测距协议,该协议不仅可以抵抗伪造插入、重放/虫洞等常规攻击,而且可以防止信标信号被恶意干扰而削弱,即可抵抗虚增测距的外部攻击。在此基础上,设计了一种基于RSSI的传感器网络节点安全定位机制,该机制采用可校验的多边测量法来过滤虚减测距的外部攻击,实现安全定位,并对测距协议和定位机制的安全性进行了理论分析。     

一种基于触摸屏生产的新型基板定位方式的探讨

随着多媒体信息查询的普及,触摸屏的应用越来越普遍。但触摸屏生产环节中也有许多需要层合的工艺,且贴附的材料多样化,因此开发一种能适用于触摸屏生产过程中各种不同材料的层合设备具有重要意义。文章介绍了一种光纤定位和CCD定位配合使用的新型基板定位方式。     

基于宽窄融合下的全域定位技术分析

针对我国公安定位上线率偏低的现状,提出宽窄融合下的全域定位方案,使用该方案定位上线率可达100%,大幅提升了公安用户的调度管理效率.文章从需求分析、技术实现到场景分析分别阐述全域定位对公安用户的业务应用.     

基于容错决策树的UWB辅助惯性定位方法

针对惯性导航系统误差随时间累积和超宽带(UWB)定位受到非视距问题、多径效应和人体影响出现粗大误差的问题,提出了一种基于容错决策树的UWB辅助人员室内惯性定位方法。该方法提出并采用陀螺仪高精度分段拟合误差补偿模型,抑制惯性导航误差漂移;同时在UWB辅助人员室内惯性定位的基础上,构建惯性导航与UWB单点定位数据共同作用的容错决策树判定模型,剔除UWB定位的粗大误差因子,进而对惯性导航和UWB的参数应用扩展卡尔曼滤波,实现UWB辅助增强惯性定位。根据实验验证表明,在复杂狭窄巷道环境,该方法将距离均方误差占路线长度的比例从6.02%提升到0.76%;在常规方正室内环境,该方法将最大误差占路线长度的比例从2.207%提升到0.635%。实现了长时间的连续可靠定位,具有较强的工程应用价值。     

多基站无源定位技术在区域定位网络中的应用

多站时差定位是一种较精确的定位方法，它通过处理三个或三个以上测量站采集的信号到达时间来对辐射源定位。文中论述了多站时差无源定位的基本原理，提出了以TDOA多基站小区无源定位系统为基础构建区域定位网络的方案。论述了时差双基无源定位的基本原理，以及小区定位系统的几何布站，地面观测站对空中平台的实时精确定位算法，同步技术，区域组网与越区切换等主要问题的实现方案。